Проблема простых чисел-близнецов.
Способ доказательства бесконечности количества некоторых видов простых чисел
Греческий ученый Евклид еще в ІІІ веке до нашей єры доказал, что количество простых чисел- бесконечено.
Теорема Дирихле утверждает, что в некоторой арифметической прогрессии, которая состоит с натуральных чисел, количество простых чисел, или 0, или 1, или или бесконечность. Это значит, если

, тогда значения многочлена первой степени будут простыми числами при замене бесконечного количества целых чисел.
Уже о многочленах второй и о большей степени этого нельзя было сказать. Ниже мы рассмотрим способ, с помощью которого можно решить часть этих проблем.
Рассмотрим многочлен

который при значениях

от 1 до

, дает бесконечный ряд натуральных чисел

(1)
А также рассмотрим ряд простых чисел

(2)
некоторого типа, о котором известно, что он бесконечен.
Пусть простые числа (2) делят числа (1) и некоторые числа (2) совпадают с некоторыми числами (1). Применяя способ решета Эратосфена, мы увидим, что каждое простое число

c (2) выбивает с ряда чисел (1)

часть, а на все остальные простые числа останется

часть чисел (1).
Если

выбивает

, то

выбьет еще

часть чисел (1)
с тех, что осталась, а вместе они выбьют

часть чисел(1).
Для всех остальных простых чисел останется
часть чисел (1)
Третье простое число

выбьет еще

часть, а вместе они выбьют

часть чисел (1). На все оставшиеся простые числа с (2) останется

часть чисел (1)
Продолжая ми получим, что простые числа
выбивают

(3)
часть чисел (1) , а на оставшиеся простые числа останется

(4)
часть чисел (1)
Используем тот факт, что простые числа от 2 до

выбивают все сложные числа в интервале от

до

.
Пусть

наибольшее простое число с (2) совпадающее с

последовательности (1). Для того чтобы выяснить, есть ли еще простые числа в последовательности (1) больше за

достаточно формулу (4) умножить на число

-количество чисел (1) на промежутке от

до

. И если

(5)
значит, там еще есть простые числа больше

и меньше

.
РАССМОТРИМ ПРОБЛЕМУ ПРОСТЫХ ЧИСЕЛ-БЛИЗНЕЦОВ
Пусть многочлен первой степени

,где

,дает простые числа –близнецы. Требуется доказать, что их количество бесконечно. Запишем все пары чисел

,

,

,

,

,

,
(6)
Легко показать, что каждое простое число

выбивает по две пары таких чисел, то есть

часть.
Пусть

(7)
последняя известная нам пара простых чисел-близнецов этого вида. Используя формулы (3) мы увидим, что все простые числа от 2 до

выбивают

(8)
часть чисел (6). А , используя формулу (4) мы получим , что на все остальные простые числа останется

(9)
часть чисел (6).
Для того, чтобы выяснить есть ли еще другие пары простых чисел-близнецов в последовательности (6) больше за (7), достаточно исследовать формулу (9) на промежутке до

.
Если

(10)
где А-количество пар чисел (6) на промежутке от

до

,тогда на этом промежутке есть еще хотя бы одна пара простых чисел-близнецов данного вида
Так как

тогда последнее число вида (7) меньше

, которое будет делиться простыми числами меньшими за

, будет число

С учетом этого формула (10) примет вид

,
где видно, что левая часть больше единицы, а это значит, что количество пар простых чисел-близнецов бесконечно.
Для примера рассмотрим простые числа-близнецы вида

.
Пусть

наибольшая пара таких чисел. Так как числа такого вида нечетные, значит,

не принимает участия. Выражение (10) для данного случая примет вид

Где очевидно, что оно больше единицы, а это значит, что количество пар простых чисел-близнецов вида

бесконечно.
Таким же способом можно рассматривать и более сложные многочлены первой степени. Очень легко доказывается и теорема Чебышева, Гольдбаха-Эйлера, гипотезы Лежандра, Брокадра ипроблема простых чисел в многочленах второй степени.