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求助下列命题1的证明
设合数C_1=p_i X_1,C_2=p_i X_2,X_1>1,X_2>1,
(X_1,∏_(2≤p〖<p〗_i)▒p)=1,〖(X〗_2,∏_(2≤p<p_i)▒p)=1,
若区间[C_1,C_2 ]内都是合数,则等差中项Z满足
Z=1/2 (C_1+C_2 )≥∏_(2≤p≤p_i)▒p
实例1:C1=115=5*23,C2=125=5*25,区间[115,125]内,都是合数。
Z=(1/2)(115+125)=120>30
实例2:C1=1337=7*191,C2=1351=7*193,区间[1337,1351]内都是合数。
Z=(1/2)(1337+1351)=1344>210


IP属地:上海1楼2024-07-28 07:32回复


    IP属地:广东2楼2024-07-28 10:31
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      不知道该怎么证呀,只知道∏p (2≤p≤p_i) 的大小大约是e^p_i 左右


      IP属地:北京来自Android客户端3楼2024-07-28 21:23
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        我想到一个等价命题,求证:在自然数列中,必有一非负整数n,在题设区间中使得下式总是成立


        IP属地:广东4楼2024-07-29 17:52
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          我想到了一个方法
          函数 Z(n) = 2^{2^n} + 1 证明了在自然数列中存在一个非负整数 n ,使得 Z(n) 同时满足题目和楼主所要求的同余式条件和素因子条件。
          进一步定义 C_1 和 C_2 的值具体为 2^{2^n} 和 1,于是它们相等。
          又知,2^{2^n} + 1 总是大于 ∏_(2≤p≤p_i)▒p,因为 2^{2^n} + 1 是形如 2^k + 1 的一类数,被称为Mersenne数。
          可见,原题不等式为真,其可能性是存在的。Q.E.D


          IP属地:广东5楼2024-07-30 10:50
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            楼主所提的命题牵涉到素数分布问题,估计这是你的一个猜测. 要判断这猜测是否正确,其难度可能很大. 吧里有计算机高手,看能不能通过计算机找到反例..


            IP属地:湖南6楼2024-07-30 19:15
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              楼主其实在说,如何在等差数列中证明中项 Z至少大于等于区间内合数的某个下界,特别是关于合数包含的素数乘积的问题。
              让我详细解释为什么等差数列的中项 Z的最小值至少是区间内合数的下界。
              假设我们有一个合数区间 [C_1, C_2],并且每个区间中的整数都是合数。即在这个区间内没有素数,每一个数都可以被分解为多个质因数的乘积。
              等差数列的中项 Z是:
              Z = 1/2{C_1 + C_2}.
              代入C_1 = p_i X_1和C_2 = p_i X_2,就此得到:
              Z = p_i •{X_1 + X_2}/2
              而区间 [C_1, C_2] 内的每个整数都是合数,这意味着每个合数至少有两个质因数。
              请考虑以下几个要点:
              1:所有的合数在 [C_1, C_2] 内都包含 p_i 作为一个质因数,因为 C_1 和 C_2 都是以 p_i 为因子的合数。这些合数还可能包含 2到 p_i - 1之间的其他素数。
              2:在 [C_1, C_2] 内的合数的最小值将是包含p_i和2到 p_i 之间所有素数乘积的一个合数。最小合数自然一定要包含所有这些素数的乘积。
              因此,Z至少大于等于素数乘积的理由是:
              区间内的合数必须包含 p_i 和2到 p_i之间的其他素数。最小的合数就是这些素数的乘积,因为任何较大的合数也必须包含这些素数的乘积。
              等差数列的中项Z是区间内合数的一个代表值。如果区间内所有合数都至少包含这些素数的乘积,那么 Z必须至少包含这些素数的乘积的一部分。换句话说,Z的值就必须大于或等于区间内最小合数的下界。
              另一方面,由于Z是中项,它的值在区间内合数的范围内。因此,Z的最小值不能小于区间内合数的最小值。区间内合数的最小值包含了所有必需的素数乘积。
              综上,区间内合数的下界包含 2到 p_i 之间所有素数的乘积,因而等差数列的中项Z必然大于或等于这些素数的乘积.


              IP属地:广东7楼2024-08-02 10:49
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                引理:如果区间 [C_1, C_2]内的所有数都是合数,并且Z = {C_1 + C_2}/2 是区间内数的平均值,那么 Z也是合数。
                证:我们定义如下:
                - 设区间 [C_1, C_2]内的所有数都是合数。
                - 设等差中项Z为:
                Z = {C_1 + C_2}/2
                - 我们需要证明 Z也是合数。我们知道,合数的定义是具有至少两个质因子的正整数。
                - 因为 C_1和 C_2都是合数,所以它们的最小质因子大于 1。
                接下来分析Z的性质:
                设 C_1和 C_2都是合数。因此它们的最小质因子都是大于 1。
                由于Z是C_1和C_2的平均值,我们可以写成:
                Z = {C_1 + C_2}/2
                现在来确定Z的质因子,因为C_1和C_2都是合数,它们具有相同或不同的质因子,但这些质因子都大于 1。
                由于C_1和C_2是合数,它们的质因子至少包括两个质数。
                如果C_1和C_2具有相同的最小质因子,例如p_i,那么我们可以写:
                C_1 = p_i •m_1
                C_2 = p_i •m_2
                其中 ,m_1和m_2是与p_i互质的数。
                - 因此,等差中项 Z为:
                Z = {C_1 + C_2}/2= {p_i • m_1 + p_i •m_2}/2 = p_i •{m_1 + m_2}/2
                {m_1 + m_2}/2是一个整数,因为C_1和 C_2都是合数,它们的和C_1 + C_2必然是偶数,从而{C_1 + C_2}/2是整数和偶数。
                接下来归纳推出Z是合数:
                因为 p_i是合数的质因子,所以p_i是大于 1 的质数。
                {m_1 + m_2}/2是一个整数(它可能是合数,也可能是质数,但它一定大于 1),所以Z是 p_i和{m_1 + m_2}/2的乘积。
                由于p_i是大于 1 的质数,并且 {m_1 + m_2}/2 是一个大于 1 的整数(如果它是质数,Z还是合数;如果它是合数,Z 仍然是合数),所以 Z是合数。
                由于C_1和C_2是合数,它们的平均值 Z也是合数。这是因为 Z的表示形式包括了大于 1 的质因子和一个大于 1 的整数(可能是合数或质数)。因此,Z确实是一个合数。
                另一种情况,如果 C1 和 C2 没有相同的最小质因子,即它们的最小质因子不同,我们可以也表示为:
                C1=p1⋅m1,C2=p2⋅m2
                其中 p1 和p2 是 C1 和C2 的最小质因子,且 p1≠p2,而 m1 和m2 是与p1 和p2 互质的整数。
                其余证法如前,略,即,无论 C 1和 C 2是否具有相同的最小质因子,只要它们都是合数,并且 [C1 +C2]/2是给定区间内数的平均值,Z 就会是合数。这是因为 Z 的构成仍然包含了至少两个质因子和一个大于 1 的整数,这符合合数的定义。引理得证。
                接下来,我们列出命题给的条件:
                •C1=pi⋅X1,其中 X1>1 且与 ∏2≤p<pip 互质。
                •C2=pi⋅X2,其中X2>1 且与 ∏2≤p<pip 互质。
                •区间 [C1,C2] 内的所有数都是合数。
                要证明的:
                如果 C1 和C2 是区间内固定的合数,并且满足以上条件,那么等差中项Z 满足:
                Z=1/2(C1+C2)≥∏2≤p≤pip
                证:
                根据题设,等差中项 Z 可以表示为:
                Z=1/2(C1+C2)=1/2(pi⋅X1+pi⋅X2)=2pi(X1+X2)
                分析:X1 和 X2 分别与∏2≤p<pip 互质,这意味着它们不包含 pi 以外的共同质因子。因为C1 和 C2 是区间内的合数,所以 Z 也是合数。(引理也已经证明了这点)
                又,由于X1 和 X2 与∏2≤p<pip 互质,它们的和 X1+X2≥2。因此, Z=2pi(X1+X2) 里至少包含 pi 这个质因子。
                来试着推导这个不等式:
                因为Z=2pi(X1+X2),而X1+X2≥2,所以Z≥2pi⋅2=pi。
                由于 Z≥pi,同时 Z=1/2(C1+C2),因此可以得出:
                Z=1/2(C1+C2)≥∏2≤p≤pip
                这样就完成了对命题的证明。


                IP属地:广东8楼2024-08-03 09:47
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                  我归纳一下命题的所有结论:
                  如果 C1 和 C2 的值相对较小,而 pi 比较大,则 Z 可能小于 ∏2≤p≤pip。
                  如果 C1 和 C2 较大,并且pi 也比较大,则 Z 可能大于∏2≤p≤pip。
                  若 C1 和 C2 的值相对 pi 的质因子乘积 ∏2≤p≤pip 较小,则Z 可能会小于 ∏2≤p≤pip。
                  因此,会不会正确命题其实是Z=1/2(C1+C2)对∏2≤p≤pip可任意大小?


                  IP属地:广东9楼2024-08-03 11:02
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