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枯树生花于“哥德巴赫猜想”

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【摘 要】为了证明“哥德巴赫猜想[1]”,本文独辟蹊径,创造发明了一种用Γ函数[2]构造的方程,然后对其进行严格求解验证,从而巧妙的证明了两大百年难题“哥德巴赫猜想”和“孪生素数猜想”。

【关键词】解方程;伽玛函数(即,Γ函数);哥德巴赫猜想;强哥德巴赫猜想;“1+1”;孪生素数猜想

0 引言

(1)哥德巴赫猜想简介:

在1742年给欧拉的信中哥德巴赫提出了以下猜想:任一大于2的整数都可写成两个质数之和。但是哥德巴赫自己无法证明它,于是就写信请教赫赫有名的大数学家欧拉帮忙证明,但是欧拉也无法证明该猜想。

如今,人们把上述哥德巴赫的猜想称之为“强哥德巴赫猜想”,也简称为“1+1”或“哥猜”。

(2)证明哥德巴赫猜想的进展:

现在人们研究“1+1”的4个主要方法分别是:殆素数,例外集合,小变量的三素数定理以及几乎哥德巴赫问题。其中,殆素数的研究在40年前取得了很好的成果,也就是陈景润的“1+2”。

但是这4种方法到目前为止仍还都不能够真正证明“1+1”。

1 主要成果

为了真正彻底证明“1+1”,本人创造发明了第5种方法——“解方程”法,真可谓“枯树生花”啊!具体一点说就是“构造方程并求解之”的方法,即:先是根据猜想或命题构造方程,然后对其进行严格求解验证。

具体到“1+1”而言,则是:用Γ函数构造方程,然后对其进行严格求解验证。

本人特地精心为“1+1”量身打造了一个方程,即下面“定理12”中的(3)式,本人利用该方程最终巧妙并严格的证明了“哥德巴赫猜想”!

由于“孪生素数猜想”的证明方法与“1+1”的证明方法雷同,只要把证明“1+1”中使用的方程改成“孪生素数猜想”的方程,即可使得“孪生素数猜想”获证。

本人敢断言:在千年之后,即使“1+1”有了众多正确证明的方法,我这里所采用的“解(Γ函数)方程”法也将是其中唯一最简洁最巧妙的方法!

1.1 本人证明“1+1”等猜想需要的若干引理:

引理1:威尔逊定理(即,Wilson定理[3])

引理2:代数基本定理[4]

引理3:欧拉公式e±iθ=cosθ+isinθ

引理4:伽玛函数性质1:Γ(x)Γ(1-x)=■;0

引理5:伽玛函数性质2:伽玛函数的定义域x?埸y∈Zy≤0反之,x∈y∈Zy≤0时,Γ(x)=∞,或者说此时Γ(x)无意义。

引理6:在通常复数的加法、乘法运算下,有理数集Q是一个域。

引理7:在通常复数的加法、乘法运算下,Q上的全体代数数是一个域。

引理8:如果a是代数数,θ是超越数,那么a与θ的积a·θ必是超越数。

(根据“引理7”,用反证法证明很容易,不再赘述)

引理9:如果a是代数数,θ是超越数,那么a与θ的积a+θ必是超越数。

(根据“引理7”,用反证法证明很容易,不再赘述)

引理10:在正整数范围内,间距为2的“三胞胎素数”有且只有{3,5,7}这一组。

1.2 本人证明“1+1”等猜想需要的若干定义:

定义1:f(x)=ρx+b;令ρ∈Q,b∈Z

定义2:g(x)=■+1+■;令n∈Z+或n∈﹛t∈Zt>0﹜

定义3:依据前边的定义,令f(x)π=g(x)π=β(x)

定义4:依据前边的定义,令h(x)=cosβ(x)+isinβ(x)=cosg(x)π+isinf(x)π

定义5:G(x)=■+Γ(n-x)+1+Γ(n-x)■;令d,n∈Z+,m≥x+2d

定义6:依据前边的定义,令f(x)π=G(x)π=B(x)

定义7:依据前边的定义,令H(x)=cosB(x)+isinB(x)=cosG(x)π+isinf(x)π

定义8:若p,q∈﹛正素数﹜,p-q=Θ,(一般设为Θ≥6),则称(p,q)为“差Θ素数对”。

定义9:双阶乘,即(2m-1)!!=1×3×3×…×(2m-1);其中m∈Z+

1.3 本人证明“1+1”的主要过程:

(注:根据前边h(x)的定义,通过把x与2n代入h(x)计算的方法证明下述“定理1~10”十分容易,故不再赘述。)

定理1:根据前边的定义:若x=1,2n=2,即n=1,则h(x)=-1

定理2:根据前边的定义:若x=1,2n≠2,即n≠1,则h(x)≠-1

定理3:根据前边的定义:若x=2,2n=4,即n=2,则h(x)=-1

定理4:根据前边的定义:若x=2,2n≠4,即n≠2,则h(x)≠-1

定理5:根据前边的定义:若x∈﹛2t,n∈Z+﹜,n∈﹛2t,t∈Z,t>2﹜,则h(x)≠-1

定理6:根据前边的定义:若x∈﹛t∈Z,t≤0或t≥2n﹜,则h(x)无意义

定理7:根据前边的定义:若x∈﹛奇素数﹜,(2n-x)∈﹛奇素数﹜,则h(x)≠-1

定理8:根据前边的定义:若x∈﹛奇素数﹜,(2n-x)∈﹛奇合数﹜,则h(x)≠-1

定理9:根据前边的定义:若x∈﹛奇合数﹜,(2n-x)∈﹛奇合数﹜,则h(x)≠-1

定理10:根据前边的定义:若x?埸Q,则h(x)≠-1

定理11:根据前边的定义:若x∈Q,但x?埸Z,则h(x)≠-1。(提示:本定理用反证法很容易证明)

定理12:哥猜“1+1”正确!

证明:

根据前边的定义,令,h(x)■=-1;m∈Z+,m≥n,即:

cosβ(x)+isinβ(x)■=cosg(x)π+isinf(x)π■=-1;m∈Z+,m≥n

简洁一些,我们把上式写成如下(1)式的形式:

cosg(x)π+isinf(x)π■=-1(1)

根据前边的定义:其中f(x)π=g(x)π=β(x)

根据“代数基本定理”对(1)式初步求解可得(1)式的一个解,即下面的(2)式:

cosg(x)π+isinf(x)π=-1(2)

其中f(x)π=g(x)π=β(x)

根据前边的定义可知该(2)式就是:h(x)=-1,即:

cos(■1+■)π+isin(ρx+b)π=-1(3)

当n=1时上述(3)式的一组解是x=1与(2n-x)=1;

当n=2时上述(3)式的一组解是x=2与(2n-x)=2;

当n∈Z,?坌n>2时,根据“定理1~11”以及“威尔逊(下转第236页)(上接第205页)定理”(即“引理1”),我们可以得知上述(3)式存在一组“奇素数对”解!此外,因为这个结论是建立在“代数基本定理”基础上的,也就是说,上述(3)式在n∈Z,?坌n>2时,不仅存在一组而且必须存在一组“奇素数对”解!所以“哥猜(1+1)”必须是真命题!(除非“代数基本定理”不正确)

证毕。

1.4 本人证明“1+1”之后的小收获

推论1:n∈Z,,在区间[n,2n-2)上必存在素数!(即“伯特兰-切比雪夫定理”)

定理13:“任意偶数可以表示为两个质数相减”也是正确的!

(注1:定理13是加拿大盖伊在《数论中未解决的问题》一书中提出一个猜想.)

(注2:采用与上述证明“哥猜”方法雷同,不再赘述。)

定理14:“阿尔方-德-波利尼亚克猜想”正确!

(注1:采用与上述证明“哥猜”完全一样的思想对“阿尔方-德-波利尼亚克猜想”进行证明,由于证明过程比较简单,故不再赘述。)

(注2:采用与上述证明“哥猜”完全一样的思想对“阿尔方-德-波利尼亚克猜想”进行证明的过程中需要允许部分“差Θ数对”之间存在其它素数。)

推论2:“孪生素数猜想”正确。

2 后记

著名数论学家在他的科普介绍文章《哥德巴赫猜想的改进描述和广义黎曼猜想》中证明了“黎曼猜想”与“哥德巴赫猜想”是等价命题。

【参考文献】

[1]闵嗣鹤,严士健.有关质数的其他问题.初等数论(第二版)[M].高等教育出版社,1982:196.

[2]华罗庚.函数.高等数学引论[M].1978:109.

[3]潘承洞,潘承彪.Wilson定理.初等数论[M].北京大学出版社,1992:144-145.

[4]余家荣.代数基本定理.复变函数[M].人民教育出版社,1979:99-100.

[责任编辑:刘展]

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