他的手動的飛快,空白的草稿紙被逐漸填滿。
定義3 (孿生條件):兩個整數n是孿生素數對,當且僅當:
1. φ(和φ(n)都是X中的“算術奇點”,即對應素數的像;
2. d(φ(, φ(n)) = 2;
其中2是所有p進分量差異的加權和。
如果n是孿生素數對,比如3和5,那麼對於大多數素數p,|3—5|_p = | —2 |_p。
對於p≠2,|—2|_p = 1,因為—2不被p整除。
對於p=2,| —2 |_2 = 1/2,因為2整除—2一次。
所以d(φ(3), φ(5)) = Σ ω(p) · 1 (對p≠2) + ω(2) · (1/2)。
因為Σ ω(p)發散,所以這個和發散。
所以3和5在加權度量下的距離是無窮大?
肖宿皺起眉頭。
不對,這樣定義有問題。
他意識到,如果直接用原始定義,任何兩個不同整數的距離都是無窮大,因為對無窮多個p,|n|_p = 1。
加權和自然發散。
需要修改。
也許不是所有p都計入?
也許只有那些對“區分”n有貢獻的p才計入?
肖宿托腮思考了一會兒,他覺得定義2還不夠完備。
定義2在實際計算中,應該只考慮那些|n|_p ≠ 0的p,即p不整除n。
對於這些p,|n|_p = 1。
所以d(φ(, φ(n))正比於這些p的權重和。
當n固定時,這個和發散,所以需要正規化。
減去發散項,留下有限部分。
肖宿自己曾經在《數學發明》那篇論文中用過類似的技巧:對於素數計數函式的誤差項,減去主項後,剩餘部分可以用一個收斂的級數表示。
在這裡也可以用同樣的方法。
定義2“ (正規化加權度量):定義正規化距離d?(φ(, φ(n)) = li{X→∞} 【 Σ_{p≤X, p?(n)} ω(p) Σ_{p≤X} ω(p)/p 】
這個定義的精妙之處在於,第一項求和是對所有不整除(n)的素數,第二項減去的是所有素數的某種平均。
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