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词条 等量公理
释义

等量公理

1,等量加等量仍然是等量;

2,等量减等量仍然是等量;

3,等量乘以等量还是等量;

4,等量除以等量还是等量。

等量公理中非等量原理:

任何两个含连续自然数个数相等的区间,筛K次后被筛数(或者未被筛数)相差不超过K个”。

说明:本筛法与埃拉托赛尼筛法不同,埃氏筛先用2筛,然后把2的倍数剔除掉;再用3筛,又把3的倍数剔除掉;再用5筛,.....。本筛法也是按照2,,3,,5...顺序筛,用不大于根号n的素数筛。只是已经筛过的数不马上剔除掉,而是做上标记,等全部筛完过后再把筛过的数剔除掉。于是,有一些含有几个不同素因子的数就要被筛几遍,例如“6 ”,就要被“2,”和“3,”各筛一遍。

证明:根据除法算式定理:“给定正整数a和b,b不等于0,存在唯一整数a和r,(0≤r<b.)。使a=bq+r。”得知,如果从a中筛bm形数,a个连续自然数中,最多含有q+1个bm形数,r个连续自然数中,最多含有一个bm形数。例如,a=35,b=3,35=3x11+2,35个连续自然数中,最多含有11+1=12个3m形数,例如1---35有11个3m形数,36----70有12个3m形数。

现在设某两个区间为A与B,含自然数的个数分别为|A|与|B|,|A|=|B|,下证明p去筛,两区间被筛pm形数(或者未被筛数)个数相差最多不超过1个。由上所述筛法,用顺序素数p1,p2,...,pk依次去筛,两区间每次被筛pm形数(或者未被筛数)个数相差最多不超过1个,故筛k次两区间被筛数(或者未被筛数)个数最多不超过k个。

证法1,设|A|=pm+r,则|B|=pm+r,0≤r<p,即区间A和B中均至少含有m(注意m>1)个pm形数,又由于r<p,故r个连续自然数中至多有一个pm形数,即被筛pm形数个数相差不超过1个。

证法2,假若不然,筛k次有两个区间A与B,被筛数相差大于K,比如有K+1个,那会出现什么问题呢?我们问第K+1是个什么(见图),例如A与B用2和3去筛,如果出现了相差3个,第一个记为2m形,第二个记为3m形,问第三个(-?-)是什么形式?(每一个括号表示一个自然数)。

A:(+)。。。(+);-------------------(-)(-)(-)(-)。。。(-);

B:(+)。。。(+)(2m)(3m)(-?-);--------------------(-)。。。(-);

|---------------已经筛过部分----------------|------------未经筛过部分------------|。

如果第三个(-?-)是2m或者3m形, 显然与除法算式定理矛盾;如果不是2m或者3m形,它就不应该“站在”已经筛过的行列。无论哪一种情况,假设都不能成立。证毕。证明方法2由美国Qhio-Wesleyan-University王蕊珂给出。(如果已经筛过部分A比B多K个,则未筛过部分B比A多k个,这个很好理解,正如一个故事所讲,第一辆车装了40位姑娘,第二辆车装了40位小伙子,停车时第二辆车的一部分小伙子坐上了第一辆车,第一辆车的司机不高兴了,说我只拉40个人,于是两辆车都是40个人,都有姑娘小伙,问:是第一辆车的姑娘多还是第二辆车的小伙子多?答案是显然的;第一辆车的姑娘与第二辆车的小伙子一样多)。

我们可以用公式表示:{|A1|=|A2|=...=|An|}→s(k):|Aj|-|Ai|≤k

就是说,在连续自然数相等的区间|A1|,|A2|,...,|An|中,筛(用s表示)k 次,任何两个区间:| Aj|-|Ai|≤k。.

注:原来以为这个问题是显然的,哪知,论文发表后,江西省九江市第一中学高三级黄晶晶同学发现必须给与证明,否则就是一个漏洞,给编辑部写信。时间是2002年。 小小年纪,真是不简单。后来得知,黄晶晶考入一所著名大学的数学系,经过两年多努力,才完成“任何两个含连续自然数个数相等的区间,筛k次被筛数(或者未被筛数)相差不大于k个。

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更新时间:2025/3/1 6:38:51