Константа простих близнюків

Про матеріал

Робота " Константа простих близнюків" розрахована для більшого ознайомлення та розширення знань про числа та їх властивості. Даний матеріал можна використовувати на уроках, гуртковій роботі та факультативних заняттях.

Матеріали можна використовувати разом з презентацією з даної теми.

Перегляд файлу

                                                                        Бутар Таїса Борисівна,

                                                               учитель математики

                                                                        Черкаської гімназії №31                       

                                                                        Черкаської міської ради

                                                                        Черкаської області,

 

                    Константа простих близнюків

   Прості числа з давніх часів привертають увагу математиків. Кожне натуральне число, більше одиниці, ділиться принаймні на два числа : на 1 і саме на себе. Якщо ні на яке інше натуральне число воно націло  не ділиться, то називається простим, а якщо у нього є ще якісь цілі дільники, то складеним. Не про  всякі числа можна відразу сказати, просте воно чи складене.

  Візьмемо, наприклад , число 1999.Якщо немає під рукою спеціальних таблиць або помічника комп’ютера, то доведеться згадати про старе, але надійне решето Ератосфена. Старовинний спосіб, придуманий ще в 3 ст. до н.е., Ератосфеном Кіренським, зберігачем знаменитої Олександрійської бібліотеки.      Давньогрецький учений Ератосфен Кіренський ( бл. 276-194 рр. до н.е.) перший знайшов дуже простий і зручний спосіб складання таблиць простих чисел, менших від якогось числа  n.  Прості числа в математиці відіграють важливу роль. Серед натурального ряду виділяють прості числа. Придивіться до таблиці перших простих чисел:

                                                      Картинки по запросу перша таблиця перших простих чисел

    Існують пари послідовних непарних чисел, кожне з яких є простими: 3 і 5, 5 і 7, 11 і 13, 17 і 19, 29 і 31. Вони й називаються простими числами-близнятами. Бо ніби народжуються в натуральному ряді відразу одне за одним . Перші дві пари близнюків (3,5) і (5,7) так само унікальні. Вони єдині, що мають спільний елемент - число 5. Далі такого не доведеться бачити. Хоча спостерігатимемо багато інших пар. До 100000 їх 1224 пари, до 1000000 - 8164, а до 30000000-152892. Відомі дуже великі пари простих чисел-близнят. Все ж і до сьогодні лишається таємницею: скінченна чи нескінченна множина пар цих чисел? Гіпотеза про нескінченість:

Однією з знаменитих відкритих проблем теорії чисел є скінченність чи нескінченність простих-близнюків. Інтуїтивно більшість математиків схиляються  до думки про існування нескінченої кількості таких чисел, проте цей факт залишається не доведеними.

    Є багато вчених математиків які вивчали прості числа,ось дехто з них: П’єтро Антоніо Катальді , Йоганн Генріх Ламберт,  Якуб Філіп Кулик, Жозеф Бертан , Пафнутій Львович Чебишев , Ератосфен та Леонард Ейлер.

    Професор І.К. Андронов в книзі “Арифметика натуральних чисел” наводить розповідь про уявну подорож по нескінченній дорозі простих чисел. “Подумки  візьмемо прямо лінійний провід, що виходять з класної кімнати в світовий простір, що пробиває земну атмосферу, що минає туди, де Місяць здійснює обертання, і далі  вогняна куля Сонця, в світову нескінченність.

    Подумки підвісимо на провід через кожен метр електричні лампочки, нумеруючи їх, починаючи з ближньої: 1,2,3,…, 1000000, …, включимо струм з таким розрахунком,щоб спалахнули всі лампочки з простими номерами, і полетимо у напрямку дроту”.

    Разом з автором цієї книги ми починаємо рух з першої електричної лампочки, яка не освітила нам старт, вона не горить, так як її номер (одиниця) не є простим числом. Відразу за нею дві лампочки з номерами 2 і 3 включені,ці числа прості. Залишимо позаду гарячі лампочки 5 і 7.Вони пронумеровані простими числами. На нашому довгому шляху дуже рідко будуть потрапляти числа-близнюки. Ось промайнули наступні числа-близнюки: 11 і 13, 17 і 19.Ми швидко набираємо швидкість;залишаючи позаду лампочки 101 і 103, 827 і 829; тепер рідше і рідше зустрічаються освітлені острівці з лампочок, пронумеровані простими числами-близнюками. Ось на тлі темряви і мороку засяяли лампочки з номерами 10 016  957 і 10 016 959;  це остання пара відомих простих чисел-близнюків. Можливо, десь у нескінченних просторах порадують наш погляд ще пара світяться лампочок, або такі близнюки зникнуть на завжди. Нам зустрічаються ділянки, досить часто освітлювальні лампочками, але частіше шлях проходить в темряві. З першого мільйона промайнуло всього 78 498 палаючих лампочок, 951 502 не горіли.

Однак ми тільки почали рух, вони ще зустрінуться, але в якусь мить? Закономірності  немає.

Прості числа-близнюки:

     Прості числа-близнюки - це пара простих чисел, різниця між якими становить 2.

Найменшими числами-близнюками є: (3, 5), (5, 7), (11, 13), (17, 19), (29, 31), (41, 43), (59, 61), (71, 73), (101, 103), (107, 109), (137, 139), (149, 151), (179, 181), (191, 193), (197, 199), (227, 229), (239, 241), (269, 271), (281, 283), (311, 313), (347, 349), (419, 421), (431, 433), (461, 463), (521, 523), (569, 571), (599, 601), (617, 619), (641, 643), (659, 661), (809, 811), (821, 823), (827, 829), (857, 859), (881, 883).

Найбільші відомі прості-близнюки:

На даний час найбільшою відомою парою простих—близнюків є 3756801695685 · ± 1. Десять найбільших відомих пар:

3756801695685×±1(200700 цифр)

65516468355×±1(100355 цифр)

2003663613×±1(58711 цифр)

194772106074315×±1(51780 цифр)

100314512544015×217960±1(51780 цифр)

16869987339975×217960±1(51179 цифр)

33218925×2169690±1(51090 цифр)

22835841624×754321±1(45917 цифр)

1679081223×2151618±1(45651 цифр)

84966861×2140219±1(42219 цифр)

Властивості:

  • Всі пари простих-близнюків крім (3, 5) мають вид  6n±1.Справді для будь-якої пари простих чисел-близнюків число, що знаходиться  між ними є очевидно парним. Також  воно ділиться на 3, оскільки з трьох  послідовних чисел одне має ділитися на три. Тому дане число також ділиться на 6, а двоє сусідніх чисел мають вид 6n±1.
  • Числа m, m+2 є простими числами-близнюками тоді і тільки тоді коли:

     4((m-1)!+1)≡-m(mod  m(m+2)).

           Дійсно 4((m-1)!+1)+m≡0(mod   m(m+2)). Виконується в тому і тільки     

          тому випадку коли виконуються рівності :

    4((m-1)!+1)+m≡0(mod   m)

     4((m-1)!+1)+m≡0(mod(m+2))

           Перша з цих рівностей еквівалентна ((m-1)!+1)≡0(mod m),  що з     

           теоремою Вілсона виконується тоді і тільки  тоді коли m просте число.

  • У другій рівності домножимо  обидві  частини  m. Після елементарних перетворень одержуємо:

      4m!+4m+

Середня оцінка розробки
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
5.0
Відповідність темі
5.0
Загальна:
5.0
Всього відгуків: 11
Оцінки та відгуки
  1. Нудьга Елена
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  2. Нудьга Максим
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  3. Валерія Кабан
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  4. Кирилл Одинцов
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  5. Сергій Кривко
    Досить зрозуміло розписано, дякую за проведену роботу!!!
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  6. Овчарова Надія
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  7. Іванова Наталія
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  8. Полтавчанин Владислав
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  9. Sanzharovskiy Oleg
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  10.  Lyudmila
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
  11. Pyatachenko Kateryna
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
Показати ще 8 відгуків
docx
До підручника
Алгебра (підручник для класів із поглибленим вивченням математики) 8 клас (Мерзляк А. Г., Полонський В. Б., Якір М. С)
Додано
16 лютого 2018
Переглядів
2504
Оцінка розробки
5.0 (11 відгуків)
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку