■素数の存在区間

 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.

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【1】nと2nの間に素数がある

 50年以上たって,ロシアの数学者チェビシェフがベルトランの仮説を証明しました.この証明は彼が実に18才のときだったそうですから,「栴檀は双葉よりの芳し」の諺のごとくです.チェビシェフの定理によって,素数の分布には何らかの秩序が存在していることになります.

 さらに,チェビシェフは1852年に,十分大きなxについてπ(x)/(x/logx)がc1=0.92129とc2=1.10555の間にあるという結果を得ています.

  c1x/logx<π(x)<c2x/logx

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【2】nとknの間に素数がある

[1]k=3/2

 実はチェビシェフはもっと狭い範囲の中にも必ず素数が存在することを証明したのですが,1911年,イタリアの数学者ボノリスがnと3n/2の間にある素数の個数の近似式を導きました.

[2]k=4/3

 n≧118のとき,n以上4n/3以下に,4k±1型,6k±1型素数が必ず含まれることが知られている.

[3]k=9/8

 一方,n≧48のとき,n以上9n/8以下に必ず素数があることが知られている.

[4]k=1+α

 十分大きなnに対し,

  n<P<(1+α)n

を満たす素数Pが少なくともひとつ存在する.

 チェビシェフ・シルベスターの定数(1891年)と呼ばれるものは

  α=0.092

であるが,素数定理(アダマール・デュ・プーサンの定理)によると,xが十分大きければどんなαに対しても,

  n<P<(1+α)n

は成り立つから,この数にはたいした意味はなくて歴史的興味があるにすぎない.

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