Доказать, что: На любом отрезке [a,b], величина которого, больше или равняется
находящегося в интервале
всегда есть простое число. Или что то же самое, на интервале
нет пробела между простыми числами равного или большего
Доказательство:
Определение начального отрезка, это отрезок величиной,
находящийся в начале числовой оси. Определение базисного числа и базиса. Базис, это простое число (p) его базис, это числа (kp)
Формула
на начальном отрезке воспринимает все числа как составные, так как при вычислении результата решета Эратосфена, все простые числа на начальном отрезке являются базовыми числами по своему базису, а при вычислении отнимается весь базис, в том числе и базисное число. Например, 2 является базисом для всех чисел кратным двум и для формулы двойка такое же составное число, как и все остальные числа, кратные двум. Отсюда, начальный отрезок состоит (с точки зрения формулы
) из одних составных чисел.
Начальный отрезок назовём оптимальным в силу того, что из элементов базисов простых чисел
невозможно создать отрезок на интервале
(состоящий из одних составных чисел) равный или больший чем оптимальный, начальный отрезок. Докажем это утверждение, значит докажем, на интервале
нет пробела между простыми числами равного или большего
Любой отрезок [a,b], из составных чисел на интервале
можно представить в виде начального отрезка, но с другим начальным расположением базисных чисел. Для этого, начиная с числа (а), раскладываем числа на простые множители. Меньшее простое число, принимаем за базисное число. Все остальные числа (ka) за его базис. Так же поступаем со следующим числом не входящим в базис (ka) и так далее.
Докажем, что такой отрезок [a,b], представленный в виде начального отрезка, но с другим начальным расположением (простых) базисных чисел, не может быть равным или большим, чем начальный отрезок.
Доказательство:
К чему приведёт, если на начальном, оптимальном отрезке поменять местами (простые) базисные числа? Что такое поменять местами базисные числа? Это увеличить базис с большим базисным числом и одновременно уменьшить базис с меньшим базисным числом. К чему это приведёт? Это приведёт к увеличению элементов базиса с большим базисным числом, и к уменьшению элементов базиса с меньшим базисным числом. В итоге получим, на ограниченном отрезке [a,b], буде меньше, в сумме, элементов всех базисов. То есть на отрезке [a,b], всегда будет меньше составных чисел. Чем на начальном оптимальном отрезке.
Это и есть доказательство того, что на интервале
нет пробела между простыми числами равного или большего
Или что то же самое. На любом отрезке [a,b], величина которого, больше или равняется
находящегося в интервале
всегда есть простое число.