我与过去的数学家们研究数论的区别
世界上研究数论的数学家们有多种方法研究,什么代数数论、几何数论、解析数论等等。我所研究的数论也不知道归于哪个体系?我不需要他们而自成体系。
一、历史的回顾
第一位、用等差数列表示素数做出巨大成绩得有狄利克雷。
约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷 (Johann Peter GustavLejeune Dirichlet), 1805年2月13日—1859年5月5日,德国数学家,科隆大学荣誉博士,历任柏林大学和哥廷根大学教授,柏林科学院院士。他是解析数论的创始人,对函数论、位势论和三角级数论都有重要贡献。主要著作有《数论讲义》《定积分》等。
他研究的“等差数列”问题是不是可以归于“解析数论”领域我不知道,但是他用等差数列研究素数就是先驱者之一(其它比他早的也有许多数学家研究这一问题)。是不是以后凡是用“等差数列”研究素数都归“解析数论”?但是我本人的方法绝对不属于“解析数论”,我是拒绝与“解析数论”站在一起的。
看下图
这个里面仅仅是谈了一个素数级数里面的性质,而没有“正整数空间的概念”。
这是另一张图片
这个是说这列等差数列难度太大,不好研究,他也没有“正整数空间的概念”。
第二位,大爷级的人物
古代数学家Euclid:欧几里得(古希腊文: Εὐκλείδης,约公元前330年—公元前275年),古希腊数学家,被称为“几何之父”。他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,在书中他提出五大公设。
欧几里得的《几何原本》被广泛地认为是历史上最成功的教科书。欧几里得也写了一些关于透视、圆锥曲线、球面几何学及数论的作品。
看下面的图片
两千年前就知道等差数列可以表示素数了,一些中国人你们就不要争“等差数列可以表示素数的”的发明权了。
第三位,数学家chowla 我查不到他的资料,他可能是一位印度数学家,他的发现是,看下图
这个非常重要,一些中国人的论文把这个概念归为己有,其实数学思想还是人家的。
二、我与他们有什么不同?
1、自然数空间概念的表示
我们把全部自然数用不同数量的等差数列组成一组,来代表全部自然数,形成自然数的不同空间,如下表
如果不把自然数用等差数列分成不同的“自然数的空间”,这些问题研究起来相当的困难甚至就是无解。过去数学家们都是在一维自然数空间里,既数列N+1,N=1、2、3……进行研究的。用等差数列代数符号来表示自然数和素数,都是混乱的,都是毫无价值的。因此他们无法深入地探索自然数里的规律。任何一个自然数(包括素数)都会有无穷多的等差数列符号来表示。
有了这个对“自然数空间”的分类,我们就知道以下事实。
1) 每一组“自然数空间”都可以表示全部自然数(正整数);
2) 在每一组“自然数空间”里总会有一组数个等差数列包含了自然数里面的全部素数。
以上仅仅是一部分性质。
2、 回答等差数列包含素数之间的关系
把自然数用一组不同数量的当差数列分成不同的空间后,我们会看到这些包含素数的等差数列,比如3N+1、5N+2、6N±1、8N+5……它们是处于不同“自然数空间”的等差数列,不能混淆在一起研究。当然一些证明里有“等差数列”的运算,是不是可以建立一个“等差数系”我没有研究,不过我感觉到了它的存在。
还有就是自然数分成空间后,每一组自然数空间里面的等差数列的素数都是无穷多的,分别包含在了某几个等差数列中。
可以表示成KN+A的形式,其中K是“自然数空间的维数”,N是项数;A是数列的维数1、2、3…。每一组KN+A都可以代表全部自然数。
比如四维自然数空间可以表示成4N+A,代表全部自然数,它包含了这四个等差数列。
4N+1、4N+2、4N+3、4N+4,其中数列4N+1和4N+3包含了自然数里面的全部素数。
注意:研究这类问题时必须建立与空间相对应的表格,表格里有一个序号也就是项数N,这个N的概念与以往的数学家研究这类问题的方法有着天壤之别。
3、 用自然数空间N+1来说明素数的产生和性质
现在我们利用“自然数空间N+1”来研究基础数论里面的几个问题。我不使用“初等数论”这个名词是有原因的。数论没有初等和高等,只有基础和高等。连基本的数论概念都无法确定的时期里,何谈什么高级数论和解析数论?
使用“N+1”空间可以做一个表格如下:
我们观察这个表格可以发现一下性质:
1)正整数(自然数)1、2、3、4……就是一个公差为1的等差数列,我们看可以简单表示成N+1,N是项数,取0、1、2、3……。
2) 自然数里面的合数是这样产生的,
1分别于1、2、3……相乘,结果还是1、2、3……
2分别于1、2、3……相乘,结果是偶数2、4、6……
3分别于1、2、3……相乘,结果是偶数3、6、9……
我们可以这样无穷无尽的写下去。
我们用“合数项数列来表示”,就是
1k+0
2k+1
3k+2
5k+4
7k+6 ……
第一个数是素数,第二数是系数,取k=1、2、3……,后面数是素数所在的项数。
可以用公式表示 SK+n n=0、1、2、3……
注意我们不使用权威的“素数定义”,这里的1是一个“单位”,既是合数也是素数。
比如第一项的1就是一个素数1,而1与(N+1)相乘的数都可以看成是1的合数,包括1X1的1。这里我们不讨论1^n的情况。
按这个定义我们可以解释(1X1)/1=1,1X(N+1)/1=(N+1)和1X(N+1)/(N+1)=1的原因。
注意(1X1)/1=1和1X(N+1)/1=(N+1)性质是不同的。这里我们不做讨论。
必须注意“合数项数列”不同于“合数数列”,它得到的是项数需要代入数列N+1中去。
3) 我们可以写出来一个“合数项方程式”
Nh=a(b+1)+b (公式1)
其中Nh、a,b都是项数。
4) 我们可以写出来一个“素数项公式”
Ns=N-Nh (公式2)
利用这个公式可以求出素数所在的项数N,然后代入N+1就可以得到一个素数。
使用公式1可以有是不是素数与合数的判定式。
从上面的表格和公式,我们可以看到素数产生的原因。
从第一个素数出现后,它的合数数列都是以这个素数为周期而出现的合数数列。比如2K+1、7K+6等等。但是项数N是连续的,这样总会出现合数项数N的空位,而这些空位就必须由新的素数来补充进来。这就是素数在自然数里产生的原因。
注意:素数不是随机出现的,不能用《概率论》来讨论素数在自然数里面的分布规律,只要确定了“自然数的空间”,每一个素数都有自己固定的位置N,它们是与项数N一一对应的关系。
在不同的“自然数空间里”素数所对应的位置N也是不相同的。
上面的公式1和公式2,在不同的“自然数的空间”里数量是不同的。比如在6N+A自然数空间里公式2是一组“合数项方程式”,一共有四个公式。这与这个空间里的含素数数列有关。
4、 合数项公式和素数项公式的应用
利用公式1可以有一个某数是不是素数的判定式,从理论上讲可以求出要多大有多大的素数,这就取决于计算机的功能了。
这里这些问题我们不做详细的讨论,这个理论的应用极其广泛这仅仅是一个开始。
这些定义和公式,从理论上来讲就为“基础数论” 打下了基础,明确了素数产生的原因和素数在不同的“自然数空间”里的分布规律。
最后,本人的理论是承前启后的,是开创性的,与其它“数论体系无关”。我的数论体系就叫做:
初等方法的数论理论体系。
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2025年4月26日星期六