大于5的自然数可以表示成三个质数之和的形式
解平训
河南省南阳市邓州市陶营镇中心学校邮编474176
伯特兰-切毕雪夫数学定理:正整数n>3,至少有一个质数p,符合n<p<2n-2。
设区间(2,x)中的自然数为a,x>9,x∈N,b是区间(x,2x-2)中的自然数.
a: 3、 4、 5、 6、 ……、 x-1。
b: 2x-3、2x-4、 2x-5、 2x-6、……、2x-(x-1)。
显而易见,
∴ b = 2 x - a,( x > 9 , x ∈N )
显然,x取值一定时,b是关于x的减函数。
由函数的性质,可得
区间(2,x)中的自然数a与区间(x,2x-2)中的自然数(2x-a)一一对应,
且二者呈负相关的关系.(x>9 ,x∈N)(引理1)
∵最小的奇合数是9,最小的奇质数是3,
∴区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇数只有奇质数s、奇合数m,
根据引理1可得,
区间(2,x)中奇质数s、奇合数m分别与区间(x,2x-2)中的(2x-s)
和(2x-m)一一对应。( x > 9 , x ∈N )
显而易见,(2x-s)和(2x-m)都是奇数,
∴区间(2,x)中奇质数s、奇合数m分别与区间(x,2x-2)中的奇数
(2x-s)和(2x-m)一一对应。( x > 9 , x ∈N )
又∵区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇数只有奇质数s、奇合数m,
∴区间(x,2x-2)( x > 9 , x ∈N )中的奇数只有(2x-s)和(2x-m)。(引理2)
∵m是区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇合数,
∴2 < m < x ,
∵m是奇合数,
∴m ≥9,
∴9 ≤m < x,
即 8 < m < x,
由引理1,可得x < 2 x - m< 2 x - 8。(x>9,x∈N)
∵s是区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇质数,
∴2 < s< x ,
根据引理1可得,x <2x- s<2x-2.(x>9,x∈N)
根据伯特兰-切毕雪夫数学定理可得,
区间(x,2x-2)中一定存在奇质数。(x>9,x∈N)(引理3)
∵奇质数产生于奇数,
∴区间(x,2x-2)中的奇质数产生于区间(x,2x-2)中的奇数,
根据引理2,区间(x,2x-2)中的奇质数产生于奇数(2x-s)和(2x-m)。
∵区间(x,2x-2)中一定存在奇质数。(x>9,x∈N)
x <2x- s<2x-2. (x>9,x∈N)
x < 2 x - m< 2 x - 8。(x>9,x∈N)
∴在(2x-s)和(2x-m)中,只有2x- s(x>9,x∈N)满足引理3的条件,
根据引理2可得,
区间 ( x , 2 x - 2 ) ( x < 9 , x ∈N) 中的奇数,只有( 2 x - s ) 满足引理3
的条件,
∴根据引理3可得,
( 2 x - s ) 在区间 ( x , 2 x - 2 )(x > 9 , x ∈N) 中存在奇质数。 (1)
∵区间(2,x)(3<x<10,x∈N)中的奇数只有奇质数s,
∴区间(x,2x-2)(3<x<10,x∈N)中的奇数只有(2x-s)。
根据伯特兰-切毕雪夫数学定理可得
( 2 x - s ) 在区间 ( x , 2 x - 2 ) ( 3 < x < 1 0 , x ∈N) 中存在奇质数。(2)
由(1)、(2)可得
( 2 x - s ) 在区间 ( x , 2 x - 2 ) ( x > 3 , x ∈N )中存在奇质数,
设p是使得(2x-s)为奇质数的s,那么,
在区间(x,2x-2)中一定存在奇质数 ( 2 x - p )。(x>3,ⅹ∈N,p是使得
(2x-s)为奇质数的s)(奇质数 ( 2 x - p )存在性定理)
∵s是区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇质数,
p是使得(2x-s)为奇质数的s,
∴p是奇质数,
∵ 2 x = p+ ( - p) + 2 x = p+ ( 2 x - p ),
p是奇质数,
(2x-p)是奇质数,
∴2x可以表示两个奇质数之和的形式。(x>3,ⅹ∈N)
又∵2x是大于6的偶数,
∴大于6的偶数可以表示两个奇质数之和的形式。
又∵6 = 3 + 3 ,3是奇质数,
4 = 2 + 2 ,2是质数,
∴大于2的偶数可以表示成两个质数之和的形式,
∴大于2的偶数+3可以表示成两个质数之和+3的形式,
∵大于2的偶数+3是大于5的奇数,两个质数之和+3是三个质数之和,
∴大于5的奇数可以表示成三个质数之和的形式。
∵大于2的偶数可以表示成两个质数之和的形式。
∴大于2的偶数+2可以表示成两个质数之和+2的形式。
∵大于2的偶数+2是大于4的偶数,两个质数之和+2是三个质数之和,
∴大于4的偶数可以表示成三个质数之和的形式,
即
大于5的偶数可以表示成三个质数之和的形式,
又∵大于5的奇数可以表示成三个质数之和的形式,
大于5的自然数分为奇数、偶数两类,
∴大于5的自然数可以表示成三个质数之和的形式。
参考文献:
【1】华罗庚,1979.数论导引[M].北京科学出版社.P97—99.
【2】百度百科,伯特兰-切比雪夫定理。
解平训
河南省南阳市邓州市陶营镇中心学校邮编474176
伯特兰-切毕雪夫数学定理:正整数n>3,至少有一个质数p,符合n<p<2n-2。
设区间(2,x)中的自然数为a,x>9,x∈N,b是区间(x,2x-2)中的自然数.
a: 3、 4、 5、 6、 ……、 x-1。
b: 2x-3、2x-4、 2x-5、 2x-6、……、2x-(x-1)。
显而易见,
∴ b = 2 x - a,( x > 9 , x ∈N )
显然,x取值一定时,b是关于x的减函数。
由函数的性质,可得
区间(2,x)中的自然数a与区间(x,2x-2)中的自然数(2x-a)一一对应,
且二者呈负相关的关系.(x>9 ,x∈N)(引理1)
∵最小的奇合数是9,最小的奇质数是3,
∴区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇数只有奇质数s、奇合数m,
根据引理1可得,
区间(2,x)中奇质数s、奇合数m分别与区间(x,2x-2)中的(2x-s)
和(2x-m)一一对应。( x > 9 , x ∈N )
显而易见,(2x-s)和(2x-m)都是奇数,
∴区间(2,x)中奇质数s、奇合数m分别与区间(x,2x-2)中的奇数
(2x-s)和(2x-m)一一对应。( x > 9 , x ∈N )
又∵区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇数只有奇质数s、奇合数m,
∴区间(x,2x-2)( x > 9 , x ∈N )中的奇数只有(2x-s)和(2x-m)。(引理2)
∵m是区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇合数,
∴2 < m < x ,
∵m是奇合数,
∴m ≥9,
∴9 ≤m < x,
即 8 < m < x,
由引理1,可得x < 2 x - m< 2 x - 8。(x>9,x∈N)
∵s是区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇质数,
∴2 < s< x ,
根据引理1可得,x <2x- s<2x-2.(x>9,x∈N)
根据伯特兰-切毕雪夫数学定理可得,
区间(x,2x-2)中一定存在奇质数。(x>9,x∈N)(引理3)
∵奇质数产生于奇数,
∴区间(x,2x-2)中的奇质数产生于区间(x,2x-2)中的奇数,
根据引理2,区间(x,2x-2)中的奇质数产生于奇数(2x-s)和(2x-m)。
∵区间(x,2x-2)中一定存在奇质数。(x>9,x∈N)
x <2x- s<2x-2. (x>9,x∈N)
x < 2 x - m< 2 x - 8。(x>9,x∈N)
∴在(2x-s)和(2x-m)中,只有2x- s(x>9,x∈N)满足引理3的条件,
根据引理2可得,
区间 ( x , 2 x - 2 ) ( x < 9 , x ∈N) 中的奇数,只有( 2 x - s ) 满足引理3
的条件,
∴根据引理3可得,
( 2 x - s ) 在区间 ( x , 2 x - 2 )(x > 9 , x ∈N) 中存在奇质数。 (1)
∵区间(2,x)(3<x<10,x∈N)中的奇数只有奇质数s,
∴区间(x,2x-2)(3<x<10,x∈N)中的奇数只有(2x-s)。
根据伯特兰-切毕雪夫数学定理可得
( 2 x - s ) 在区间 ( x , 2 x - 2 ) ( 3 < x < 1 0 , x ∈N) 中存在奇质数。(2)
由(1)、(2)可得
( 2 x - s ) 在区间 ( x , 2 x - 2 ) ( x > 3 , x ∈N )中存在奇质数,
设p是使得(2x-s)为奇质数的s,那么,
在区间(x,2x-2)中一定存在奇质数 ( 2 x - p )。(x>3,ⅹ∈N,p是使得
(2x-s)为奇质数的s)(奇质数 ( 2 x - p )存在性定理)
∵s是区间(2,x)( x > 9 , x ∈N )中的奇质数,
p是使得(2x-s)为奇质数的s,
∴p是奇质数,
∵ 2 x = p+ ( - p) + 2 x = p+ ( 2 x - p ),
p是奇质数,
(2x-p)是奇质数,
∴2x可以表示两个奇质数之和的形式。(x>3,ⅹ∈N)
又∵2x是大于6的偶数,
∴大于6的偶数可以表示两个奇质数之和的形式。
又∵6 = 3 + 3 ,3是奇质数,
4 = 2 + 2 ,2是质数,
∴大于2的偶数可以表示成两个质数之和的形式,
∴大于2的偶数+3可以表示成两个质数之和+3的形式,
∵大于2的偶数+3是大于5的奇数,两个质数之和+3是三个质数之和,
∴大于5的奇数可以表示成三个质数之和的形式。
∵大于2的偶数可以表示成两个质数之和的形式。
∴大于2的偶数+2可以表示成两个质数之和+2的形式。
∵大于2的偶数+2是大于4的偶数,两个质数之和+2是三个质数之和,
∴大于4的偶数可以表示成三个质数之和的形式,
即
大于5的偶数可以表示成三个质数之和的形式,
又∵大于5的奇数可以表示成三个质数之和的形式,
大于5的自然数分为奇数、偶数两类,
∴大于5的自然数可以表示成三个质数之和的形式。
参考文献:
【1】华罗庚,1979.数论导引[M].北京科学出版社.P97—99.
【2】百度百科,伯特兰-切比雪夫定理。