今天,有一位网名为JO的读者朋友给我留言,指出在《向下取整与无尽的质数》一文中存在错误。
在对vn + 1 < vn这一结论的推导中,原文使用了如下证明过程:
其中,第一行的不等式来自于伯特兰-切比雪夫定理;
第二行不等式是对第一行不等式的进一步推导;
第三行不等式是对第二行不等式取以2为底的对数得出的结果;
第四行不等式是对第三行不等式继续取n次以2为底的对数得出的结果。
JO指出:在第三行不等式中,pn的下标不是n + 1,所以对该不等式继续取n次以2为底的对数后,对数的真数部分为pn + 1,而不是pn + 1 + 1,所以无法直接得到vn + 1。
非常感谢这位朋友的指正!
我思考了一下,发现这个证明可以由伯特兰-切比雪夫定理的右半部分开始,即原文中的不等式1的右半部分:
两边同时减1,得到
根据原文,p1可以任取,所以不妨取p1 ≥ 5。
那么,对于任意n ≥ 1,pn都是一个奇数,pn + 1都是一个偶数。因此,
由pn ≥ 5,(pn + 1)/2 – 1 ≥ 2,所以上式右边为两个大于1的自然数的乘积,它不可能为一个质数。
因此有
即,
对这个不等式两边取n + 1次以2为底的对数,即可得到
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