Николай Конон - Симметричные числа и сильная гипотеза Гольдбаха-Эйлера

Симметричные числа и сильная гипотеза Гольдбаха-Эйлера
Название: Симметричные числа и сильная гипотеза Гольдбаха-Эйлера
Автор:
Жанр: Математика
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: 2023
О чем книга "Симметричные числа и сильная гипотеза Гольдбаха-Эйлера"

В книге исследуются свойства симметричных чисел натурального ряда. На основе указанных свойств показан путь решения гипотезы Гольдбаха-Эйлера. Доказывается несколько теорем, которые позволяют решить проблему Гольдбаха-Эйлера.

Бесплатно читать онлайн Симметричные числа и сильная гипотеза Гольдбаха-Эйлера


Введение

Известны многочисленные свойства ряда натуральных чисел. Одно из них состоит в том, что для любого числа на числовой оси найдется пара чисел, отстоящих слева и справа на одинаковое числовое расстояние от указанного числа. Данное очевидное утверждение исходит из самой природы ряда натуральных чисел, заключающееся в том, что каждое следующее число ряда формируется путем прибавления единицы к текущему числу. Таким образом, уже число 2 имеет пару чисел в составе 1 и 3, отстоящих от числа 2 влево и право ровно на единицу. А далее с увеличением самого числа, оно будет иметь хотя бы одну пару чисел, отстоящих от него на единицу. Указанное свойство и будет исследоваться в настоящей работе с целью использования при рассмотрении сильной гипотезы Гольдбаха-Эйлера [1].


1. Симметричные пары чисел ряда натуральных чисел

Рассмотрим множество целых неотрицательных чисел, таких, которые включают целые положительные числа из ряда натуральных чисел и добавленное в данное множество число ноль, т.е. N>+>0 = N>+U{0} [1].

Исследуем числовую ось натурального ряда N>+>0(рис. 1)


N>+>0 = {0 1 2 3 4 5 6 7 8 …….…a……..n……..b ………………… k1k}

Рис. 1


Выделим для любого числа n, начинающегося с числа 1 пару чисел a и b (см. рис. 1), при чем, пара чисел a и b соответствуют условию, a < b, такое, что выполняется следующее равенство:

na = bn. (1.1)

Назовем указанную пару чисел a и b, отвечающую условию (1.1), симметричной парой любого натурального числа n.

Дальнейшие исследования ряда натуральных чисел N>+>0показывает, что указанная пара чисел a и b под условием равенства (1.1) обладает интересными и важными свойствами, а именно:

1) Числа a и b равноудалены от числа n слева и справа на числовое расстояние δ.

2) Числовое расстояние δ, на которое равноудалены числа a и b от числа n равно:


δ = n a = b n. (1.2)


3) Из выражения (1.2) получаем:


a = n δ; b = n + δ. (1.3)


4) При этом из выражения (1.2) также имеем:


n = a + δ= b δ. (1.4)


5) Из выражения (1.3) следует, что сумма симметричной пары чисел a и b является четным числом и равна


a + b = 2n. (1.5)


6) Из выражения (1.3) также следует, что разность пары чисел a и b также является четным числом и равна


b a = 2δ. (1.6)


Назовем эту разность (1.6) размахом симметричной пары.

7) Из выражения (1.6) вытекает


δ =(b a)/2. (1.7)


8) Можно утверждать, и это очевидно, что количество симметричных пар a и b на числовой оси равно значению n.

Важно исследовать следующий вопрос, в каких пределах изменяется числовое расстояние δ.

Для этого обратимся к числовой оси (рис.1) и построим таблицу 1 множеств симметричных пар при разных значениях n.


Таблица 1


Числоn

Симметричная пара чисел {(a, b)} числаn

Числовое расстояние δ


1

{(0,2)}

1


2

{(1,3),(0,4)}

1,2


3

{(2,4),(1,5),(0,6)}

1,2,3


4

{(3,5),(2,6),(1,7),(0,8)}

1,2,3,4


.

……………….

………


n

{(n1,n+1), (n2,n+2),……(1, n+n-1), (0, n+n)}

1,2,3,.…n1,n


где a и b – симметричные пары для числа n.

Очевидно, и исходя из свойств натуральных чисел, что числовое расстояние δ, равное половине размаха симметричной пары (см. 1.7), изменяется от 1 до n, и по значению не больше самого числа n.

Назовем числовое расстояние δ шагом симметричной пары (шагом симметрии), который меняется

δ = (1,2,3,……… n). (1.8)

Из свойства 6 и выражения (1.6), очевидно, что размах симметричной пары равен удвоенному значению шага симметрии.

Исходя из данного определения и исследованных выше свойств симметричных пар, сформулируем следующую лемму.

Лемма 1: Любое натуральное число n, начиная с числа 1, имеет симметричные пары в количестве, равном самому значению натурального числа.

Доказательство. Из свойств натуральных чисел N>+>0известно, что они являются арифметической прогрессией, такой при которой любое натуральное число можно записать в виде

n>i>+1 = n>i+ 1, (1.9)

Исходя из вышесказанного в (1.9) можно записать

n>i>+ = n>i+ δ, (1.10)

где δ число равное 1, 2, 3.….

Тогда можно записать, что и

n>i-δ = n>iδ. (1.11)

Отсюда имеем

n>i= n>i-+ δ. (1.12)

Следовательно, из (1.8) и (1.9) получаем

n>in>i>-= n>i>+n>i= δ. (1.13)

Далее если принять n>i+= b, n>i-= a, n>i= n, то в новых обозначениях можно записать

n a = b n = δ. (1.14)

Таким образом, мы получили выражение (1.2), откуда следует (1.3), т.е.

a = n δ; b = n + δ.

Ввиду того, что δ = 1, 2, 3.…. n, получаем количество пар a и b равное n. Так как указанные пары удовлетворяют свойствам 1) – 8), следует, что они симметричны, а это и доказывает лемму.

В результате, выше определено понятие симметричных пар и их шаг симметрии, которые представляют особый интерес исследования настоящей работы.


2. Исследование множеств симметричных пар

Рассмотрим множество C симметричных пар числа n, такое что,

C = {a>n,…a>i,…a>3,a>2, a>1, b>1, b>2, b>3,… b>i…b>n }, (2.1)

где a>i, b>i. – симметричные пары, удовлетворяющие свойствам 1) – 8).

Для примера рассмотрим число 10. Тогда множество C симметричных пар числа 10 будет C = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20}

Представим множество симметричных пар C в виде двух других множеств A и B, которые состоят из множества

A = {a>1, a>2, a>3,…a>n } и множества B = {b>1, b>2, b>3,…b>n }. (2.2)

Очевидно C = AUB.

Для нашего примера эти множества будут

A = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} и B = {11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20}.

Парные элементы приведенных множеств также удовлетворяют свойствам 1) – 8). Очевидно, что мощности обоих множеств |A| и |B| одинаковы и равны n.

Следует заметить, что эти множества взаимосвязаны, при чем, элементы в указанных множествах имеют взаимно однозначное соответствие одного множества к другому, и они в совокупности составляют симметричные пары (a>i, b>i).

Действительно, имеем a>1= n1, a>2 = n2, a>3 = n3, …a>i = ni, …….. a>n>-3 = 3, a>n>-2 = 2, a>n>-1 = 1, a>n = 0, и b>1 = n + 1, b>2 = n + 2, b>3 = n + 3, …….. b>i = n + i,……. b>n>-1 = n + n1, b>n = n + n, то есть, такое взаимное соответствие можно выразить следующей зависимостью

a>i = n i,b>i = n + i, (2.3)

где i = 1,2,3, …….n.

Следовательно, для симметричных пар выражение (1.5) поэлементного соответствия будет выглядеть

a>i + b>i = 2n и b>ia>i= 2i, (2.4)

где i = 1,2,3, …….n.

Отсюда видим, что шаг симметрии равен номеру симметричной пары, т.е. δ=i.

Анализируя выражения (2.3) и (2.4), можно видеть, что множества A и B в свою очередь состоят из подмножеств нечетных и четных чисел, т.е. можно записать

A = nch>A U ch>A;

B = nch>B U ch>B, (2.5)

где nch>A и ch>A – подмножества нечетных и четных чисел множества A;

nch>B и ch>B – подмножества нечетных и четных чисел множества B.

Для указанного выше примера, имеем

nch>A= {1, 3, 5, 7, 9} и ch>A= {0, 2, 4, 6, 8}.

nch>B= {11, 13, 15, 17, 19} и ch>B= {12, 14, 16, 18, 20}.

Очевидно, и это не требует доказательств, что мощности подмножеств


С этой книгой читают
В данной работе по возможности доступно, ясно мной излагаются основные понятия и функционирование параллельной специализированной гибридной вычислительной машины (МПСГВМ).Главное внимание уделено общему представлению об операциях параллельной специализированной гибридной вычислительной машины при решении задач класса NP.Функциональная схема параллельной специализированной гибридной вычислительной машины подчинена схеме метода точного мгновенного
Эта книга для воспитателей детских садов. В ней собран практический материал для работы с детьми дошкольного возраста по обучению математике в игровой форме. Ведь самое главное для ребенка – это игра, да ещё и занимательная.
Столкнулась с тем, что для своих занятий нет подходящих методичек с большим количеством задач, на которых возможно отработать приемы и варианты решения. Поэтому наполнила книгу созданными задачами и примерами. Поможет в организации дополнительных занятий и т. д.
Предлагаемое вниманию читателя пособие отражает авторский подход к объяснению материала важного раздела школьной математики – тригонометрии, содержит образцы решения задач из Открытого банка заданий ЕГЭ (ФИПИ). Адресовано учащимся 10—11 классов для подготовки к ЕГЭ по математике.
Если кто-то прекрасно разбирается в криптографии, на Земле его считают сумасшедшим.Эльза живет в написанном мире. Ей почти 17. Скоро Эльза получит книгу Вельданы и будет заботиться о ней.Но что-то идет не так. Границы мира нестабильны. Его создатель – известнейший европейский криптограф Чарльз Монтень – убит, а мать Эльзы похищена.Девушка отправляется из Вельданы на Землю, чтобы ее отыскать. В Италии она встретит тайное общество ученых – механика
Спортивный комментатор – одна из самых обсуждаемых профессий. После чемпионата мира по футболу в России эти люди стали еще более популярными. Хотя во все времена их любили и ненавидели, цитировали и пародировали, о них слагались легенды… В 2017 году звезды эфира настоящего и прошлого создали свою ассоциацию (РАСК), чтобы, в том числе, чаще встречаться со своими болельщиками. Книга «Я – комментатор!» – пример такой встречи, на которой вы получите
Что хочет маленькая девочка в особенную ночь? Конечно, страшную сказку. Но её мама не знает сказок, только правду… Например, про деву с чистым сердцем и огненновласую колдунью…
Достигнув самого дна, Валентин Валентинович праздновал свой день рождения в компании своих внутренних демонов. Для него это был обычный философский вечер с монологами о своей неосуществившейся жизни.