■チェビシェフの素数定理(その55)

 1845年にフランスの数学者ベルトランは任意の数nと2nの間には少なくとも一つの素数pが存在する(n<p≦2n),同じことですが素数pの次の素数は2pより小さい(pk+1 <2pk )という予想を立てました.

 n<p≦2nの間には常に1個の素数がある(1845年のベルトラン仮説を1850年,チェビシェフが証明した)ことを直接,素数定理から漸近表現を求めると

  π(2x)−π(x)〜2x/ln(2x)−x/ln(x)

 〜2x/(lnx+ln2)−x/lnx

 〜(2xlnx−x(lnx+ln2))/lnx(lnx+ln2)

 〜(xlnx−xln2))/(lnx)^2(1+ln2/lnx)

 〜(x/lnx−xln2/(lnx)^2)(1−ln2/lnx)

 〜x/lnx−2xln2/(lnx)^2

 〜x/lnx

となる.この式の右辺はいくらでも大きくなるから、十分大きなxに対してベルトラン仮説が成り立つことになる。

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n<p≦2nの間には常に1個の素数があるという1845年のベルトラン仮説を1850年,チェビシェフが証明した.

n^3と(n+1)^3−1の間には常に素数が1個存在する(x>πならば少なくとも9個の素数があるという強い結果もある)

ルジャンドル予想は、素数が存在する範囲をさらに狭めて、ベルトラン仮説を改良しようとしたものである

ルジャンドル予想とは,n^2と(n+1)^2の間には少なくともひとつの素数が存在するだろうというものである.

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素数定理を用いた誤差評価では不十分であるため、この予想はいまだに解けたわけではないが,n^2と(n+1)^2の間にある素数の個数は

2(n=1),2(n=2),2(n=3),3(n=4),2(n=5),4(n=6),3(n=7),4(n=8),・・・

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