■ランダウの第2問題(その34)
(ラフプロット)素数定理によりx近辺の数が素数である確率はおよそ
1/logx
である.x+2が素数である確率もおよそ
1/logx
となるから,これらが双子素数となる確率はおよそ
1/(logx)^2
したがって,x以下の双子素数の組の数はおよそ
x/(logx)^2
となる.
それではCは何を意味しているのだろうか? じつはxとx+2が素数となる確率は独立していないので,上の議論を修正しなければならない.そのための補正項がCとなるのである.
任意に選んだ2数がともにpで割り切れない確率は(1−1/p)^2であるが,2つの数(p,p+2)は差が2なので,両方ともpで割り切れない確率は(1−2/p)である.よって,奇素数pに対しては係数
(1−2/p)/(1−1/p)^2=p(p−2)/(p−1)^2
=1−1/(p−1)^2
素数2に対しては2をかけて補正を行う必要がある.そのための補正係数が双子素数係数
C=2Π(1−1/(p−1)^2)=1.3203・・・
というわけである.
この法則は経験的には正しそうであり,双子素数はたぶん無限組あると信じられています.
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