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素数が無限個ある照明

date: 2022-12-27 excerpt: 素数が無限個ある照明について

tag: アルゴリズム数学サイダック背理法


素数が無限個ある照明について

概要

  • 代表的な証明
    • 背理法の証明
    • サイダックの証明

背理法の証明

  • 有限個しか素数がないと過程
  • 有限個の素数をすべて掛け合わせて+1すると、いままでの数字に対して素な数字が発生してしまう
    • この値は素数でないかも知れないが、素な値である
  • 矛盾が発生するので素数は無限個

サイダックの証明

  • 連続する2つの素数から次々と今まで出てきた数字に対して素な値を作る
    • 素な値なので、必ずしも素数ではない点に注意
  • 無限に続けられるので無限個の素数があると言える
  • Google Colab
    • サイダックによる素数が無限個ある証明
def g(n):
    return (n*(n+1), n+1)
  
input = 2

for i in range(10):
    res, week_prime = g(input)
    # week_primeはprimeではないが、いままで出てきた値に対して素
    print(f"input = {input}, res = {res}, week_prime = {week_prime}")
    input = res
"""
input = 2, res = 6, week_prime = 3
input = 6, res = 42, week_prime = 7
input = 42, res = 1806, week_prime = 43
input = 1806, res = 3263442, week_prime = 1807 # 素数ではない
input = 3263442, res = 10650056950806, week_prime = 3263443 
input = 10650056950806, res = 113423713055421844361000442, week_prime = 10650056950807
input = 113423713055421844361000442, res = 12864938683278671740537145998360961546653259485195806, week_prime = 113423713055421844361000443
...
"""

参考

  • 素数が無限にあることの4通りの証明


アルゴリズム数学サイダック背理法 Share Tweet