■互いに素となるk個の整数とk乗で割り切れない整数(その2)

2つの整数が互いに素である確率は1/ζ(2)=6/π2 (0.608)、同様にして3つの整数が互いに素である確率は1/ζ(3)=0.832、4つの整数が互いに素である確率は1/ζ(4)=90/π4 (0.9239)を得ることができます。

無作為に選んだ整数が3乗、4乗、k乗で割り切れない確率も1/ζ(k)に近づいていく。

3つあるいはそれ以上の整数があって、それらの可能なすべての対が互いに素であるとき、対ごとに互いに素といわれる。

(2,5,9)は対ごとに互いに素であるが、

(2,5,8)は共通の因数は持たないが、対ごとに互いに素ではない。

無作為にあらん陀3つの数が対ごとに互いに素になる確率は0.28である。

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もう少し難しい問題が、3つ以上の無作為に選んだ整数が「対ごとに」互いに素となる確率である。

k個の整数のいずれも素因数piをもたない確率は(1−1/pi )^k

1個の整数だけが素因数piをもつ確率はk/pi・(1−1/pi )^k-1

k個の整数の中で、多くても一つが素因数piをもつ確率は

(1−1/pi )^k+k/pi・(1−1/pi )^k-1

=(1−1/pi +k/pi)・(1−1/pi )^k-1

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k=3のとき、全素数piにわたる積をとると

36/π^4Π(1-1/(pi+1)^2 )=0.28

無作為に選んだ3つの整数が対ごとに素である確率は約28%である。

1/ζ(3)=0.832と比較してかなり小さくなる。

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