Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Podzielność. Reszty z dzielenia. Kongruencje. Systemy pozycyjne. Równania diofantyczne. Liczby pierwsze i względnie pierwsze. NWW i NWD.
Cootje
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 15 sty 2015, o 02:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Polska

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: Cootje »

yorgin pisze:Cootje, jeżeli jesteś w stanie napisać więcej szczegółów na moje PW, chętnie poczytam. Interesuje mnie przede wszystkim opis ciągu \(\displaystyle{ 1,2,3,6,5,4,9,8,7,10,24,16,15,18,28,12,11,14,21,25,20,30,36,32,27,40,36,48,45,54,81,72,13...}\)
tj zależność pozwalająca otrzymać kolejną liczbę. Napisałeś również o wzorze na \(\displaystyle{ a_n}\) - nie wiem, czy chodzi o wzór ogólny, ale i ten chciałbym zobaczyć.

Obecnie na forum nie napisałeś niczego przekonującego. Jest chwalenie się odkryciem, ale na powyższej zasadzie ja mogę zrobić swoje:

\(\displaystyle{ 1,2,4,3,6,5,8,7,10,11,12,13,14,17,16,19,18,23,20,29,\ldots}\)

i powiedzieć, że wyrazy postaci \(\displaystyle{ 2n}\) są pierwsze. Mogę się nawet postarać o wzór ogólny na ten ciąg z wykorzystaniem tasiemca na \(\displaystyle{ n}\)-tą liczbę pierwszą. Nie nazwę tego odkryciem, norwimaj, też nie nazwie swojego ciągu odkryciem, choć również można go opisać wzorem jawnym.

Czasem warto napisać coś więcej. Skoro chcesz się podzielić odkryciem, zrób to. Wypisanie założeń i tezy jest wystarczające o ile nie odwołuje się do niezdefiniowanych pojęć czy wielkości. Ty natomiast wypisałeś tezę bez żadnego wprowadzenia.
Ok, teraz mogę uchylić wam rąbka tajemnicy i napisać więcej na temat tego ciągu i sposobu jego generowania. Poprzedni podany ciąg był lekko zmodyfikowany ze względów bezpieczeństwa.

Plik z 65536 wyrazami ciągu znajduje się tutaj:

Kod: Zaznacz cały

https://www.dropbox.com/s/n6b879idae11v
... e.txt?dl=0
oraz wykres z naniesionymi ręcznie miejscami w których znajdują się liczby pierwsze:

Sposób w jaki generuję ciąg powstał przy próbie zrobienia czegoś na wzór gry w życie z założeniem, że komórki nie umierają i każda z nich może stworzyć następną komórkę danego typu. Na początku istnieje tylko jedna komórka o wartości \(\displaystyle{ 1}\) , która to rozpoczyna algorytm i jako jedyna tworzy liczby pierwsze i wyłącznie liczby pierwsze.

Trochę więcej o zasadach:
W pierwszym kroku mamy samotną wartość \(\displaystyle{ 1}\), która tworzy swoją krotność czyli liczbę \(\displaystyle{ 2}\) ta jest pierwsza bo powstałą z \(\displaystyle{ 1}\). W drugim kroku algorytmu posiadamy już dwie komórki, wybieramy od najstarszej do najmłodszej(Nie mylić z wartością chodzi tu o kolejność urodzenia), więc wybieramy \(\displaystyle{ 1}\), która tworzy następną swoją krotność czyli komórkę o wartości \(\displaystyle{ 3}\), a komórka z wartością \(\displaystyle{ 2}\) tworzy komórkę \(\displaystyle{ 4}\). Kolejny krok zakończony i myślę, że już widać czemu liczby pierwsze zawsze będą na pozycji \(\displaystyle{ 2^{n}+1}\) no ale lecimy dalej... W kroku trzecim \(\displaystyle{ 1}\) tworzy 5, \(\displaystyle{ 2}\) tworzy \(\displaystyle{ 6}\), \(\displaystyle{ 3}\) tworzy \(\displaystyle{ 9}\) (ponieważ \(\displaystyle{ 6}\) już istnieje i zachodzi kolizja dlatego tworzona jest następna krotność), \(\displaystyle{ 4}\) tworzy \(\displaystyle{ 8}\). I tak dalej do nieskończoności...

Przykład wizualny:
Krok1:
\(\displaystyle{ 1 \rightarrow 2}\)
Krok2:
\(\displaystyle{ 1 \rightarrow 3}\)
\(\displaystyle{ 2 \rightarrow 4}\)
Krok3:
\(\displaystyle{ 1 \rightarrow 5}\)
\(\displaystyle{ 2 \rightarrow 6}\)
\(\displaystyle{ 3 \rightarrow 9}\)
\(\displaystyle{ 4 \rightarrow 8}\)
Krok4:
\(\displaystyle{ 1 \rightarrow 7}\)
\(\displaystyle{ 2 \rightarrow 10}\)
\(\displaystyle{ 3 \rightarrow 12}\)
\(\displaystyle{ 4 \rightarrow 16}\)
\(\displaystyle{ 5 \rightarrow 15}\)
\(\displaystyle{ 6 \rightarrow 18}\)
\(\displaystyle{ 9 \rightarrow 27}\)
\(\displaystyle{ 8 \rightarrow 24}\)
Krok5:
\(\displaystyle{ 1 \rightarrow 11}\)
\(\displaystyle{ 2 \rightarrow 14}\)
\(\displaystyle{ 3 \rightarrow 21}\)
\(\displaystyle{ 4 \rightarrow 20}\)
\(\displaystyle{ 5 \rightarrow 25}\)
\(\displaystyle{ 6 \rightarrow 30}\)
\(\displaystyle{ 9 \rightarrow 36}\)
\(\displaystyle{ 8 \rightarrow 32}\)
\(\displaystyle{ 7 \rightarrow 28}\)
\(\displaystyle{ 10 \rightarrow 40}\)
\(\displaystyle{ 12 \rightarrow 48}\)
\(\displaystyle{ 16 \rightarrow 64}\)
\(\displaystyle{ 15 \rightarrow 45}\)
\(\displaystyle{ 18 \rightarrow 54}\)
\(\displaystyle{ 27 \rightarrow 81}\)
\(\displaystyle{ 24 \rightarrow 72}\)

Więcej znajdziecie w plikach.

Co ciekawe ciąg ten ma wiele właściwości np \(\displaystyle{ 2}\) zawsze tworzy poprzednią liczbę pierwszą mnożoną przez \(\displaystyle{ 2}\). Z początku wydaje się też, iż trzeba przeszukiwać wszystkie wygenerowane wartości aby znaleźć najmniejszą jeszcze nie wygenerowaną wartość, ale po analizie wykresów uparłem się, że można wygenerować następny krok na podstawie samych liczb z poprzedniego kroku, a nie całego zakresu. Okazało się, że faktycznie istnieje pewien schemat pozwalający policzyć dokładnie połowę liczb dla następnego kroku błyskawicznie. Bo skoro każdy krok był rozszerzeniem na wykresie dla następnego bo kształt jest ten sam tylko się formuję z większej ilości elementów to uznałem, że każda komórka ma swój odpowiednik w następnym kroku(O dziwo dla komórki rodzica tworzona komórka nie musi być odpowiednikiem) , a druga połowa uzupełniająca również musi tworzyć się według określonej zasady. To nadal było mało, ale po wielu dniach na tej podstawie udało się mi opracować wzór matematyczny pozwalający na generowanie ciągu z an.
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22461
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 43 razy
Pomógł: 3852 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: a4karo »

Cootje pisze: ...

Moje pytania są następujące:
1. Czy istnieje taki ciąg?
2. Czy byłoby to coś warte zakładając, że jeśli chcemy policzyć 100-tną liczbę pierwszą to trzeba by było pierw wygenerować \(\displaystyle{ 2^{100}+1}\) elementów ciągu?
3. Co w takich sytuacjach należałoby zrobić aby bezpiecznie opublikować pracę?

Po uzyskaniu odpowiedzi na te pytania będę się martwił gnębieniem matematyków o pomoc w udowodnieniu/obaleniu teorii ciągu.

Pozdrawiam i dziękuję za odpowiedzi,
Cootje

A więc sytuacja wygląda taK: masz pomysł, chcesz, żeby ktoś za ciebie ten pomysł zrealizował a potem chcesz go opublikować...
Genialne

Powiem tak: nikt sie tym nie zajmie o ile nie dasz mu przekonywujących przesłanek, że ma to sens. I te przesłanki nie polegają na pokazaniu, że własność zachodzi dla pierwszych stu liczb.

Teoria liczb rozwija się już od ponad 2000 lat i może warto najpierw trochę poczytać?


2. super pomysł: żeby wyliczyć setną liczbę pierwszą trzeba wyliczyć \(\displaystyle{ 2^100}\) wyrazów ciągu. Każdy komputer umrze ze śmiechu jak mu dasz takie zadanie.

3. Najbezpieczniejszą metodą zapewnienia sobie pierwszeństwa jest ogłoszenie swojego wyniku publicznie. Zgłoś się na konferencje z teorii liczb, wygłoś referat.
Cootje
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 15 sty 2015, o 02:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Polska

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: Cootje »

1. Jak pisałem pomoc to oznaczało współpracę, ale ten problem jest już załatwiony.
2. Za pomocą algorytmu tak trzeba policzyć \(\displaystyle{ 2^{100}}\) dla 100 liczby pierwszej co faktycznie jest śmiertelne dla komputera szczególnie przy tym algorytmie, ale jeśli użyjesz drugiej metody to działa to znacznie szybciej. Niemniej jednak nawet sam algorytm jest dobrą ciekawostką, a ciąg wyznacza nie tylko liczby pierwsze.

Co do tego, że to działa w każdym wypadku, a nie tylko dla stu liczb akurat łatwo udowodnić, a kto będzie chciał się zainteresować może się interesować nikogo nie zmuszam do niczego. :)

Edit@:
Co do punktu 2 to zauważ też, że wcale nie musisz liczyć \(\displaystyle{ 2^{100}}\) dla 100 liczby pierwszej wystarczy dodać do algorytmu jakąś listę przechowującą nieużyte liczby, a zauważysz jak szybko na jej początku zbierają się same liczby pierwsze(bo to minima) pomieszane z parzystymi nie pierwszymi, które łatwo odrzucić. Już dla \(\displaystyle{ 2^{9}}\) prawdopodobnie będziesz miał liczby ponad 100-tną pierwszą.

dla \(\displaystyle{ 2^{5}}\) czyli do zakresu \(\displaystyle{ 32}\) masz już:
Znalezione i pewne liczby pierwsze:\(\displaystyle{ 2,3,5,7,11,13}\)
Sugerowane:\(\displaystyle{ 13,17,19,23,26,29,31,32}\) (wystarczy odjąć parzyste i wskazuje całkiem dobrze skuteczniej niż liczby Mersenne'a)
Brombal
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 592
Rejestracja: 1 gru 2015, o 21:49
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 46 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: Brombal »

Ja tu widzę coś jakby Sito Eratostenesa, tylko nieco inne podejście....

Pozdrawiam
Cootje
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 15 sty 2015, o 02:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Polska

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: Cootje »

Można to tak interpretować dla samego algorytmu z tą różnicą, że tu można przewidywać kroki i liczyć \(\displaystyle{ a _{n}}\) ciągu.
freeszpak
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 72
Rejestracja: 13 gru 2014, o 14:26
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 10 razy
Pomógł: 5 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: freeszpak »

Moim zdaniem nie istnieje żaden wzór który by generował nieskończenie wiele liczb pierwszych, oczywiście wzór w którym mielibyśmy pewność że liczby na konkretnych indeksach są pierwsze. Bo oczywiście można napisać zbiór liczb naturalnych ale kiedy spytam o jakąś bardzo dużą liczbę (większą niż w tym momencie największa znana liczba pierwsza) to nikt by nie wiedział czy ta liczba jest pierwsza czy nie. A dlaczego tak uważam to efekt moich dzisiejszych przemyśleń, może kogoś zainteresują albo ktoś odnajdzie w nich głupotę. Pomyślałem o tym tak, że uznajemy liczbę 2 za pierwszą a następnie odznaczamy liczby licząc od dwójki co dwa (czyli parzyste), nic nowego. I idziemy dalej "w prawo". Od razu mamy trójkę, która nie trafia na ciąg liczb parzystych więc zaznaczamy ją jako liczbę pierwszą i tworzymy od trójki następny ciąg, tym razem odznaczamy wyrazy co trzy. To w sumie jest dokładnie Sito Eratostenesa ale w moim spostrzeżeniu chodzi o to, że każda napotkana liczba pierwsza tworzy jakby nową zasadę powstawania kolejnych liczb pierwszych. Liczby pierwsze to wypełnienie luk pomiędzy tymi ciągami tworzonymi przez poprzedzające ją liczby pierwsze. Czyli piątka tworzy zasadę, że żadna liczba \(\displaystyle{ 5n}\) nie jest pierwsza i tak dalej. Skoro liczb pierwszych jest nieskończenie wiele, a każda następna tworzy swój nowy warunek, to nie może być znany wzór na nieskończenie wiele liczb pierwszych, tylko na skończenie wiele. Znalibyśmy wzór na nieskoczenie wiele liczb pierwszych gdybyśmy znali nieskończenie wiele liczb pierwszych, co raczej nie jest możliwe.
Dilectus
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2649
Rejestracja: 1 gru 2012, o 00:07
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Pomógł: 370 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: Dilectus »

Nie ma takiej funkcji określonej na liczbach rzeczywistych (a nawet zespolonych), której wartościami byłyby tylko liczby pierwsze. Poczytaj o teorii liczb i o funkcji Eulera, o liczbach względnie pierwszych itp.
norwimaj
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 5091
Rejestracja: 11 mar 2011, o 16:31
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: 52°16'37''N 20°52'45''E
Podziękował: 4 razy
Pomógł: 1001 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: norwimaj »

Dilectus pisze:Nie ma takiej funkcji określonej na liczbach rzeczywistych (a nawet zespolonych), której wartościami byłyby tylko liczby pierwsze.
Nie wiem, co chciałeś napisać, ale napisałeś oczywistą nieprawdę. Funkcja stale równa \(\displaystyle{ 2}\) jest kontrprzykładem.
Dilectus
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2649
Rejestracja: 1 gru 2012, o 00:07
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Pomógł: 370 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: Dilectus »

norwimaj, a toś mnie urządził! Dziękuję, oczywiście masz rację. Mogę się bronić jedynie tym, że chodziło mi o to, że nie ma takiej funkcji, której zbiór wartości pokrywałby się ze zbiorem wszystkich liczb pierwszych.
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22461
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 43 razy
Pomógł: 3852 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: a4karo »

Dilectus pisze:norwimaj, a toś mnie urządził! Dziękuję, oczywiście masz rację. Mogę się bronić jedynie tym, że chodziło mi o to, że nie ma takiej funkcji, której zbiór wartości pokrywałby się ze zbiorem wszystkich liczb pierwszych.
A co ty na to?

\(\displaystyle{ f(x)=\begin{cases}2 & x<2\\ p_n & n\leq x<n+1\end{cases}}\)



-- 18 mar 2016, o 21:26 --

A tak zupełnie poważnie: skonstruowano wielomian o współczynnikach całkowitych stopnia 26 od 25 zmiennych, który ma taką własność: jeżeli w punkcie o współrzednych całkowitych wielomian przyjmuje wartość dodatnią, to jest ona liczba pierwszą.-- 19 mar 2016, o 05:31 --
freeszpak pisze:Moim zdaniem nie istnieje żaden wzór który by generował nieskończenie wiele liczb pierwszych, oczywiście wzór w którym mielibyśmy pewność że liczby na konkretnych indeksach są pierwsze. Bo oczywiście można napisać zbiór liczb naturalnych ale kiedy spytam o jakąś bardzo dużą liczbę (większą niż w tym momencie największa znana liczba pierwsza) to nikt by nie wiedział czy ta liczba jest pierwsza czy nie. A dlaczego tak uważam to efekt moich dzisiejszych przemyśleń, może kogoś zainteresują albo ktoś odnajdzie w nich głupotę. Pomyślałem o tym tak, że uznajemy liczbę 2 za pierwszą a następnie odznaczamy liczby licząc od dwójki co dwa (czyli parzyste), nic nowego. I idziemy dalej "w prawo". Od razu mamy trójkę, która nie trafia na ciąg liczb parzystych więc zaznaczamy ją jako liczbę pierwszą i tworzymy od trójki następny ciąg, tym razem odznaczamy wyrazy co trzy. To w sumie jest dokładnie Sito Eratostenesa ale w moim spostrzeżeniu chodzi o to, że każda napotkana liczba pierwsza tworzy jakby nową zasadę powstawania kolejnych liczb pierwszych. Liczby pierwsze to wypełnienie luk pomiędzy tymi ciągami tworzonymi przez poprzedzające ją liczby pierwsze. Czyli piątka tworzy zasadę, że żadna liczba \(\displaystyle{ 5n}\) nie jest pierwsza i tak dalej. Skoro liczb pierwszych jest nieskończenie wiele, a każda następna tworzy swój nowy warunek, to nie może być znany wzór na nieskończenie wiele liczb pierwszych, tylko na skończenie wiele. Znalibyśmy wzór na nieskoczenie wiele liczb pierwszych gdybyśmy znali nieskończenie wiele liczb pierwszych, co raczej nie jest możliwe.
To, co tu opisałes, to sito Eratostenesa - rzecz znana "od zawsze". Chwalebna rzeczą jest zajmowanie sie matematyką, ale powinieneś wiedzieć, że ma ona już pare tysięcy lat i ludzie już co nieco zrobili. Warto więc zacząć od poczytania literatury - parę wskazówek znajdziesz w Internecie.

jeżeli chodzi o funkcję, której wartościami sa liczby pierwsze, to proponuję zajrzec tu:
... &q&f=false
freeszpak
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 72
Rejestracja: 13 gru 2014, o 14:26
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 10 razy
Pomógł: 5 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: freeszpak »

Jeszcze chwalebniejszą jest czytanie ze zrozumieniem.
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22461
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 43 razy
Pomógł: 3852 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: a4karo »

Fakt, i posypuje głowę popiołem.

Niemniej jednak wyciągasz wnioski wnioski zbyt pochopnie: wzory na \(\displaystyle{ n}\)-ta liczbę pierwszą istnieją, choć ich użyteczność praktyczna jest żadna:

Kod: Zaznacz cały

https://primes.utm.edu/notes/faq/p_n.html
freeszpak
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 72
Rejestracja: 13 gru 2014, o 14:26
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 10 razy
Pomógł: 5 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: freeszpak »

Przepraszam, za ostro odpisałem. Dzięki za dobre linki. Co sobie przemyślałem to przemyślałem, jednak trzeba sobie zdać sprawę że były już tysiące najmądrzejszych ludzi w historii zajmujących się problemem liczb pierwszych więc nie ma co sobie robić złudzeń, że można zauważyć coś prostego a ważnego.
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22461
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 43 razy
Pomógł: 3852 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: a4karo »

Aż byś się zdziwił z jak wielu prostych, a niezauważonych dotychczas rzeczy można zrobić kawałek interesującej publikacji
freeszpak
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 72
Rejestracja: 13 gru 2014, o 14:26
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 10 razy
Pomógł: 5 razy

Liczby pierwsze - moje odkrycie na temat liczb pierwszych

Post autor: freeszpak »

Mam nadzieję, że kiedyś uda się coś takiego zauważyć ale na razie, tak jak napisałeś, lepiej zająć się istniejącą już literaturą.
ODPOWIEDZ