1、第 1 页 共 5 页 “哥德巴赫猜想”讲义(第五讲)介绍求证“哥德巴赫猜想”新方法(2)主讲 王若仲这一讲我们继续阐述解决“哥德巴赫猜想”最新的基本思想方法,虽然我们在第 4 讲中 阐明了利用埃拉托斯特尼 顺筛和埃拉托斯特尼逆筛配合筛法的妙处。但是对于很大很大的偶数 2m,这种配合筛法的技术难度还是相当大,怎样克服这个技术难题呢?下面我们主要阐述解决这个技术难题巧妙的基本思想方法。我们以偶数 100 为例来阐述解决这个技术难题巧妙的基本思想方法。对于偶数 100 以内的全体奇数组成的集合 A,那么集合A=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,3
2、3,35,37,39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59,61,63,65,67,69,71,73,75,77,79,81,83,85,87,89,91,93,95,97,99,集合 A 中元素的总个数为 50 个。因为区间100,100以内的任一奇合数均能被奇素数3,5,7 中的一个奇素数整除,对于偶数 100,我们只需用奇素数3,5,7 来设定集合就能达到目的了。设集合第 2 页 共 5 页 A1=9,15,21,27,33,39,45,51,57,63,69,75,81,87,93,99,集合 A1=(100-9) , (100-15) , (100-21) ,
3、(100-27) ,(100-33) , (100-39) , (100-45) , (100-51) , (100-57) , (100-63) ,(100-69) , (100-75) , (100-81) , (100-87) , (100-93) , (100-99)=91,85,79,73,67,61,55,49,43,37,31,25,19,13,7,1 ,集合 A2=15,55,35,45,55,65,75,85,95,集合A2=(100-15) , (100-55) , (100-35) , (100-45) , (100-55) ,(100-65) , (100-75) ,
4、(100-85) , (100-95)=85,75,65,55,45,35,25,15,5,集合A3=21,35,49,63,77,91,集合 A3=(100-21) , (100-35) ,(100-49) , (100-63) , (100-77) , (100-91)=79,65,51,37,23,9;则集合 A1和集合 A1中元素的总个数均为 16 个,集合 A2和集合 A2中元素的总个数均为 9 个,集合 A3和集合 A3中元素的总个数均为 6 个。(1)因为偶数 100 含有奇素数因子 5,所以我们只考虑集合 B= A2A 2=5,15,55,35,45,55,65,75,85,9
5、5的情形。又因为偶数 100 不含有奇素数因子 3 和 7,所以集合 A1和 A1无公共元素,集合 A3和 A3无公共元素;则集合 B 中元素的总个数为 10 个。(2)集合 A1B=15,45,75,集合 A1B=25,55,85,集合 A1A 3=21,63,集合 A1A 3=49,91,集合A1A 3=9,51,集合 A1A 3=37,79,集合 A3B=35,集合第 3 页 共 5 页 A3B=65,集合 A1A 3B=,集合 A1A 3B=,集合A1A 3B=,集合 A1A 3B=;则集合 A1B 和集合 A1B中元素的总个数均为 3 个,集合 A1A 3和集合 A1A 3中元素以及
6、集合 A1A 3和集合 A1A 3中元素的总个数均为 2 个,集合 A3B 和集合 A3B 中元素的总个数均为 1 个,集合 A1A 3B 和集合A1A 3B 中元素以及集合 A1A 3B 和集合 A1A 3B 中元素的总个数均为 0 个。(3)有了前面的准备工作,我们下面就开始从集合中元素的数量着手,展开阐述解决这个技术难题巧妙的基本思想方法。(4)因为集合 A 中元素的总个数为 50 个,在集合 A 中筛出集合 A1和 A1中的元素,又因为集合 A1和 A1中元素的总个数均为 16个,从集合中元素的数量着手,则集合 A 通过筛出后剩下元素的总个数为:50-16-16=18(个) 。(5)再
7、在集合 A 中筛出集合 B 中的元素,从集合中元素的数量着手,则集合 A 再通过筛出后剩下元素的总个数为:50-16-16-10+3+3=14(个) 。因为在 50-16-16-10 中集合 A1B=15,45,75中元素的总个数与集合 A1B=25,55,85中元素的总个数均被多减了一次,所以要加上 2 个 3;所以为 50-16-16-10+3+3=14(个) 。(6)再在集合 A 中筛出集合 A3和 A3中的元素,从集合中元素的数量着手,则集合 A 再通过筛出后剩下元素的总个数为:50-16-16-10+3+3-6-6+2+2+2+2+1+1=12(个) 。因为在 50-16-16-10
8、+3+3-6-6第 4 页 共 5 页 中集合 A1A 3=21,63中元素的总个数,集合 A1A 3=49,91中元素的总个数,集合 A1A 3=9,51中元素的总个数,集合A1A 3=37,79中元素的总个数,集合 A3B=35中元素的总个数,集合 A3B=65中元素的总个数,均被多减了一次,所以要加上 4 个 2 和 2 个 1,所以为 50-16-16-10+3+3-6-6+2+2+2+2+1+1=12(个) 。(7)所以从前面这个实例,我们不难得出这样一个结论:利用埃拉托斯特尼顺筛和埃拉托斯特尼逆筛配合筛法的妙处,再转换到集合中元素的数量上来处理,对于很大很大的偶数 2m,肯定容易处
9、理多了,这就是解决技术难题巧妙的基本思想方法。以偶数 100 为例巧算验证如下:50-5032-505+50152-5072+50214+50352-501054=50(1-23)-(505) (1-23)+(507)2(1-23)+50352(1-23)=50(1-23) (1-15)-(507)2(1-23) (1-15)=50(1-23) (1-15) (1-27)=50(13) (45)(57)5077。通过偶数 100 为例验算这个例子,说明通过埃拉托斯特尼顺筛和埃拉托斯特尼逆筛配合筛出后,被筛出的集合中至少还有 7 个奇数未被筛出,就是把 1 和 99 再筛出计算在内,被筛出的集合
10、中至少还有 5 个奇数未被筛出,说明偶数 100 能表为两个奇素数之和。由此可知一般化的情形,任意给定一个比较大的偶数2m(m3),第 5 页 共 5 页 5设奇素数p 1,p 2,p 3,p t均为不大于2m的全体奇素数(p i pj ,ij,i、j=1,2,3,t) ,tN,可得筛法公式Y=m(1-d1p1)(1-d2p2)(1-d3p3)(1-dt-1pt-1)(1-dtpt),其中d i=1或2(i=1,2,3,t)。对于这个筛法公式,我们在后面讲解。参考文献1戎士奎,十章数论(贵州教育出版社)1994年9月第1版2闵嗣鹤,严士健,初等数论(人民教育出版社)1983年2月第6版3刘玉琏,付沛仁,数学分析(高等教育出版社)1984年3月第1版4王文才,施桂芬,数学小辞典(科学技术文艺出版社)1983 年 2 月第 1 版二一四年四月十二日