■素数定理の類(その7)

  1^2+1=2     (素数)

  2^2+1=5     (素数)

  4^2+1=17    (素数)

  6^2+1=37    (素数)

  8^2+1=65    (素数でない)

 10^2+1=101   (素数)

 n^2+1型素数は無数にあるでしょうか? これも無数に存在すると予想されていますが,証明はわかっていません.

 数n=k^2+1が素数である確率は,おおよそ

  1/logn・1/√n

したがって,

  πq(x)〜C∫(2,x)dt/(logt・√t)〜C√x/(logx)

と予想できます.ハーディとリトルウッドはCの値も決定しています.

  C=Π(1−χ(p)/(p−1))

  n^2+1=0 (modp)→ χ(p)=1

  n^2+1≠0 (modp)→ χ(p)=−1

  C=Π(1−(−1)^(p-1)/2/(p−1))=1.3727・・・

 一般に,2次式,たとえば,

  n^2+1型素数,n^2+2型素数

は無数にあるでしょうか? これも無数に存在すると予想されていますが,証明はわかっていません.

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【1】ブニャコフスキー予想(1857年)

 n^2+1のように自明な因数をもたないnの任意の多項式は,無限個の素数を表す.

 n^2+n+2は常に2で割り切れる.

 n^2+n+41はn=−40〜40に対して素数である.

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すべての自然数は2乗できますから、自然数と平方数は同じ数だけあるはずです。

しかし、平方数の個数は100まで10個(10%)、1万まで1%、100万まで0.1%と急激に少なくなります。

 数n=k^2が素数である確率は0ですが、数n=k^2+1が素数である確率は,おおよそ

  1/logn・1/√n

と予想できます.

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