المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01

تسميد الخوخ والنكتارين
2023-05-23
سمك البوري Genus Mugil
2023-03-08
آثار التحقيق البرلماني
21/12/2022
من هم أصحاب الأعراب
26-10-2014
نظرية بلزانو Belzano Theorem
23-12-2015
مسؤولية رعاية الأيتام
19-11-2019

Prime Constellation  
  
507   03:30 مساءً   date: 8-9-2020
Author : Cohen, H.
Book or Source : "High Precision Computation of Hardy-Littlewood Constants." Preprint
Page and Part : ...


Read More
Date: 17-10-2020 699
Date: 11-10-2020 1385
Date: 19-9-2020 898

Prime Constellation

A prime constellation, also called a prime k-tuple, prime k-tuplet, or prime cluster, is a sequence of k consecutive numbers such that the difference between the first and last is, in some sense, the least possible. More precisely, a prime k-tuplet is a sequence of consecutive primes (p_1p_2, ..., p_k) with p_k-p_1=s(k), where s(k) is the smallest number s for which there exist k integers b_1<b_2<...<b_kb_k-b_1=s and, for every prime q, not all the residues modulo q are represented by b_1b_2, ..., b_k (Forbes). For each k, this definition excludes a finite number of clusters at the beginning of the prime number sequence. For example, (97, 101, 103, 107, 109) satisfies the conditions of the definition of a prime 5-tuplet, but (3, 5, 7, 11, 13) does not because all three residues modulo 3 are represented (Forbes).

A prime double with s(2)=2 is of the form (pp+2) and is called a pair of twin primes. Prime doubles of the form (pp+4) are called cousin primes, and prime doubles of the form (pp+6) are called sexy primes.

A prime triplet has s(3)=6. The constellation (pp+2p+4) cannot exist, except for p=3, since one of pp+2, and p+4 must be divisible by three. However, there are several types of prime triplets which can exist: (pp+2p+6), (pp+4p+6), (pp+6p+12).

A prime quadruplet is a constellation of four successive primes with minimal distance s(4)=8, and is of the form (pp+2p+6p+8). The sequence s(n) therefore begins 2, 6, 8, and continues 12, 16, 20, 26, 30, ... (OEIS A008407). Another quadruplet constellation is (pp+6p+12p+18).

Hardy and Wright (1979, p. 5) conjecture, and it seems almost certain to be true, that there are infinitely many twin primes (pp+2) and prime triplets of the form (pp+2p+6) and (pp+4p+6).

The first Hardy-Littlewood conjecture states that the numbers of constellations <=x are asymptotically given by

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

These numbers are sometimes called the Hardy-Littlewood constants, and are OEIS A114907, ....

(◇) is sometimes called the extended twin prime conjecture, and

 C_(p,p+2)=2Pi_2,

(15)

where Pi_2 is the twin primes constant. Riesel (1994) remarks that the Hardy-Littlewood constants can be computed to arbitrary accuracy without needing the infinite sequence of primes.

The integrals above have the analytic forms

int_2^x(dx)/(ln^2x) = Li(x)+2/(ln2)-x/(lnx)

(16)

int_2^x(dx)/(ln^3x) = 1/2Li(x)-x/(2ln^2x)-x/(2lnx)+1/(ln2)+1/(ln^22)

(17)

int_2^x(dx)/(ln^4x) = [(Li(x))/6-x/(3ln^3x)-x/(6ln^2x)-x/(6lnx)+2/(3ln^32)+1/(3ln^22)+1/(3ln2)],

(18)

where Li(x) is the logarithmic integral.

The following table gives the number of prime constellations <=10^8, and the second table gives the values predicted by the Hardy-Littlewood formulas.

count 10^5 10^6 10^7 10^8
(p,p+2) 1224 8169 58980 440312
(p,p+4) 1216 8144 58622 440258
(p,p+6) 2447 16386 117207 879908
(p,p+2,p+6) 259 1393 8543 55600
(p,p+4,p+6) 248 1444 8677 55556
(p,p+2,p+6,p+8) 38 166 899 4768
(p,p+6,p+12,p+18) 75 325 1695 9330
Hardy-Littlewood 10^5 10^6 10^7 10^8
(p,p+2) 1249 8248 58754 440368
(p,p+4) 1249 8248 58754 440368
(p,p+6) 2497 16496 117508 880736
(p,p+2,p+6) 279 1446 8591 55491
(p,p+4,p+6) 279 1446 8591 55491
(p,p+2,p+6,p+8) 53 184 863 4735
(p,p+6,p+12,p+18)        

Consider prime constellations in which each term is of the form n^2+1. Hardy and Littlewood showed that the number of prime constellations of this form <x is given by

 P(x)∼Csqrt(x)(lnx)^(-1),

(19)

where

 C=product_(p>2; p prime)[1-((-1)^((p-1)/2))/(p-1)]=1.3727...

(20)

(Le Lionnais 1983).

Forbes gives a list of the "top ten" prime k-tuples for 2<=k<=17. The largest known 14-constellations are (11319107721272355839+0, 2, 8, 14, 18, 20, 24, 30, 32, 38, 42, 44, 48, 50), (10756418345074847279+0, 2, 8, 14, 18, 20, 24, 30, 32, 38, 42, 44, 48, 50), (6808488664768715759+0, 2, 8, 14, 18, 20, 24, 30, 32, 38, 42, 44, 48, 50), (6120794469172998449+0, 2, 8, 14, 18, 20, 24, 30, 32, 38, 42, 44, 48, 50), (5009128141636113611+0, 2, 6, 8, 12, 18, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 48, 50).

The largest known prime 15-constellations are (84244343639633356306067+0, 2, 6, 12, 14, 20, 24, 26, 30, 36, 42, 44, 50, 54, 56), (8985208997951457604337+0, 2, 6, 12, 14, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 44, 50, 54, 56), (3594585413466972694697+0, 2, 6, 12, 14, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 44, 50, 54, 56), (3514383375461541232577+0, 2, 6, 12, 14, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 44, 50, 54, 56), (3493864509985912609487+0, 2, 6, 12, 14, 20, 24, 26, 30, 36, 42, 44, 50, 54, 56).

The largest known prime 16-constellations are (3259125690557440336637+0, 2, 6, 12, 14, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 44, 50, 54, 56, 60), (1522014304823128379267+0, 2, 6, 12, 14, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 44, 50, 54, 56, 60), (47710850533373130107+0, 2, 6, 12, 14, 20, 26, 30, 32, 36, 42, 44, 50, 54, 56, 60), (13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73).

The largest known prime 17-constellations are (3259125690557440336631+0, 6, 8, 12, 18, 20, 26, 32, 36, 38, 42, 48, 50, 56, 60, 62, 66), (17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83) (13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79).

Smith (1957) found 8 consecutive primes spaced like the cluster {p_n}_(n=5)^(12) (Gardner 1980). K. Conrow and J. J. Devore have found 15 consecutive primes spaced like the cluster {p_n}_(n=5)^(19) given by {1632373745527558118190+p_n}_(n=5)^(19), the first member of which is 1632373745527558118201.

Rivera tabulates the smallest examples of k consecutive primes ending in a given digit d=1, 3, 7, or 9 for k=5 to 11. For example, 216401, 216421, 216431, 216451, 216481 is the smallest set of five consecutive primes ending in the digit 1.


REFERENCES:

Cohen, H. "High Precision Computation of Hardy-Littlewood Constants." Preprint. https://www.math.u-bordeaux.fr/~cohen/hardylw.dvi.

Forbes, T. "Large Prime Quadruplets." 17 Sep 1998. https://listserv.nodak.edu/scripts/wa.exe?A2=ind9809&L=nmbrthry&P=992.

Forbes, T. "Prime Clusters and Cunningham Chains." Math. Comput. 68, 1739-1748, 1999.

Forbes, T. "Prime k-Tuplets." https://anthony.d.forbes.googlepages.com/ktuplets.htm.

Gardner, M. "Mathematical Games." Sci. Amer. 243, Dec. 1980.

Guy, R. K. "Patterns of Primes." §A9 in Unsolved Problems in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 23-25, 1994.

Hardy, G. H. and Wright, E. M. An Introduction to the Theory of Numbers, 5th ed. Oxford, England: Clarendon Press, 1979.

Rivera, C. "Problems & Puzzles: Puzzle 016-Consecutive Primes and Ending Digits." https://www.primepuzzles.net/puzzles/puzz_016.htm.

Smith, H. F. "On a Generalization of the Prime Pair Problem." Math. Tables Aids Comput. 11, 249-254, 1957.

Le Lionnais, F. Les nombres remarquables. Paris: Hermann, p. 38, 1983.

Riesel, H. Prime Numbers and Computer Methods for Factorization, 2nd ed. Boston, MA: Birkhäuser, pp. 60-74, 1994.

Sloane, N. J. A. Sequences A008407 and A114907 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

 




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.