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“设前M²个正整数中,总共有n个素数,记为:p1=2,p2=3,p3=5,……,pn≤M².

“根据我们的假设,从p1到p(n-1),每个素数到下一个素数的间隔都小于M……”

写完了这些过程,徐瑞短暂的思考了几分钟,随即便想到了接下来的处理方式。

“我们可以把pn看作是从p1开始,经过n-1次跳跃得到的。每次跳跃间隔都小于M。因此:

“Pn=p1 (p2-p1) (p3-p2) …… (pn-pn-1)<p1 (n-1)·M

“即:pn<2 (n-1)M①”

证明过程写到了这一步,徐瑞感觉自己已经看到了成功解决这个问题的希望。

不过想要继续往下推进的话,似乎还需要再引入一个新的不等式才可以。

联想自己刚刚找到的那些灵感,徐瑞突然有一种大脑闪过一道光的感觉。

“有了……切比雪夫定理!根据它就可以推导出来了!”

这是数论中的一个比较初等但要非常重要的结论,正好在最近的学习之中,徐瑞学习过这个知识。

经过一番并不算复杂的推导,徐瑞成功证明出了一个新的不等式。

“对于足够大的x,素数计数函数π(x)(即不超过x的素数个数)满足:

“π(x)>x/logx(易证).

“更精确的,我们可以用一个更初等的不等式:当x≥17时,π(x)>x/logx.

“现在,令x=M²。那么前M²个正整数中,素数的个数n=π(M²)。对于足够大的M,我们有:

“n=π(M²)>M²/ln(M²)=M²/2lnM②”

当证明过程进行到这里,徐瑞脸上的表情已经完全舒展了开来。

因为只要将②式代入①之中,便可以推出原假设的矛盾之处。

按照反证法的原理,只要原假设被推出矛盾之处,便可以严谨的证明出论证的问题是成立的。

终于将这个不等式证明了出来,徐瑞只感觉心里满满的都是成就感。

“如果这真的是什么毕业设计的课题,那岂不是说明,现在的我已经具有大四数学专业学生的水平了?”

不过徐瑞还是很快冷静了下来,毕竟这件事情还没有定论,万一这只是一道普通的大学数学练习题目,那可就尴尬了。

现在徐瑞也只是刚学了大学数学不到一个月的时间,还是需要放低姿态,继续虚心的学习才行。

看了一眼时间,徐瑞有些惊讶的发现,竟然已经到了下午5点多了。

“解决这个问题居然花了我五个小时的时间……如果是数学专业的学生,应该不至于这么费力吧?”

想到自己的证明方法或许并不算多么的高明,徐瑞觉得说不定还会有其他更加高级而又简洁的证明方法。

只是因为数学知识的“匮乏”,徐瑞暂时还想到找到其他的证明方法,也只能暂且将这个问题保留下来,等到之后自己的数学知识足够扎实了,再去尝试使用其他的方法进行证明。

在这一下午的时间里,徐瑞对面的那个女生一直都没有过来,徐瑞只好将这张草稿纸先收起来,等下次遇见的时候,再问问她是否还需要了。

…………

此时在宿舍里,沈紫瑶正坐在书桌前,继续研究着那个有关素数间隔的不等式猜想。

正如她那看起来年轻的外表,沈紫瑶确实非常年轻,现在也不过刚满十七周岁而已。

与徐瑞类似的,正常来说她现在还没到来大学报到的时候,甚至明年九月才是她正式入学的时候。

因为在今年的CMO,也就是全国高中数学奥林匹克竞赛中进入国家集训队,沈紫瑶成功的获得被水木和燕大保送的资格,并最终选择了燕大的数学系。

作为高二的学生,原本沈紫瑶是需要在读完高三之后才会入学的,不过她并不想再浪费一年的时间去读高中了,毕竟那些知识对于她来说实在是太过简单。

因此沈紫瑶还是选择今年九月便入学燕大,并且在暑假期间就已经提前过来自学了。

之前在备战高中数竞的过程中,沈紫瑶已经将大学的数学知识学习得差不多了,并没有必要再像徐瑞那样从头学起,而是研究起了更加深奥的数学知识。

包括一些学术期刊上面的数学论文,同样也是沈紫瑶的学习内容。

像这个有关素数间隔的不等式猜想,便是沈紫瑶在阅读一篇有关“素数分布”的论文中,所想到的一个不等式猜想。

凭借她的数学直觉,沈紫瑶基本可以确定,这个猜想应该是正确的。

只是花费了几天的时间,沈紫瑶都没有把这个不等式准确的证明出来。

今天上午,沈紫瑶像往常一样,早早来到图书馆去研究这个问题。

令她感到有些失望的是,按照之前的思路,这个证明过程并没有继续向前推进,一直卡在了一个瓶颈的地方。

意识到原有的证明思路可能并不行得通,沈紫瑶开始尝试着去寻找其他的思路。

而就在某个瞬间,沈紫瑶的脑海里突然闪过了新的灵感。

但沈紫瑶并不确定这个新思路是否有足够的理论依据,还是需要再查询一下相关的数论知识。

鉴于部分资料和电脑都放在了寝室,沈紫瑶便赶紧收拾东西,向寝室赶了回去。

慌乱之中,沈紫瑶根本没有注意到有一张草稿纸不小心掉在地上的事情。

让沈紫瑶感到高兴的是,在查阅了大量的资料之后,她确定自己的这个新思路是足够严谨的。

虽然这需要非常复杂的证明链,但只要给她足够的时间,还是很有希望将这个不等式证明出来。

一天的时间,沈紫瑶已经完成了接近一半的证明工作,见时间已经有些晚了,她也没有继续熬夜,准备明天去图书馆把剩余的证明工作完成。

第二天一早,沈紫瑶吃过早饭后,便来到了图书馆自习室。

她同样有优先坐在同一个位置上的习惯,见自己之前坐的位置上并没有人,沈紫瑶便自然的坐了过去。

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