第四百四十四章 素数无限的证法

竖起了一根手指，“第一个，利用互素序列进行证明。”

    两人也很好奇程诺究竟会说些什么，竖起耳朵倾听。

    “你们想一下，假如能找到一个无穷序列，其中任意两项都是互素的，即所谓互素序列，那就等于证明了素数有无穷多个——因为每一项的素因子都彼此不同，项数无穷，素因子的个数、从而素数的个数，自然也就无穷。”

    “那什么样的序列既是无穷序列又是互素序列？”一人忍不住问道。

    程诺打了响指，笑呵呵的开口说道，“其实这个序列你们应该都听说过，数学家哥德巴赫在给数学家欧拉的一封信中，提到了一个完全由费马数：fn=2^2^n 1n=0，1，...组成的序列这个概念，通过fn-2=f0f1···fn-1这个公式，可以证明费马数之间是彼此互素的。”

    “以上，利用费马数组成的序列，就可以轻松得到素数无限的一个证明法。”程诺语气停顿了一下，开口说道，“下面我说第二个。”

    “等一下！”一位队友大声叫停了程诺，急忙从背后的书包里拿出一摞草稿纸，将程诺提出的第一个证明法记下以后，才不好意思的对程诺说道，“你继续吧。”

    他这么大声，自然引起了旁边许多学校的注意。

    于是当众人看到剑桥大学这边两位天资横溢的博士生，此时却宛若小学生一般，仰着头期待着那边程诺讲话，皆是一脸的疑惑之色。

    但时间紧迫，众人的视线只是在剑桥大学的队伍上停留了几秒时间，便匆匆接着自己的埋头苦算。

    “呃，那我接着说。”程诺接着说道，“我第二个想出的办法是利用素数的分布进行求证。”

    “法国数学家阿达马和比利时数学家瓦莱-普森于1896年证明的素数定理中指出，n以内的素数个数πn的渐近分布为πn~n/lnn，n/lnn随n趋于无穷……”

    “……由上，可得知对任意正整数n≥2，至少存在一个素数p使得n
    本以为程诺能提出一个新方向的证明方法，已经是实属难得，可未曾料想，程诺一口气直接提出了两个。

    但程诺让两人的惊讶还在继续。

    程诺瞥见记录的那位队友已经记完，清了清嗓子，开口道，“再说第三个。”

    “还有？”队友诧异出声。

    “当然还有。”程诺笑呵呵的说道，望着揉着手腕的队友，“这才哪到哪！”

    “第三种，利用代数数论的知识证明。利用代数数论手段证明素数有无穷多个的出发点之一是利用所谓的欧拉φ函数。”

    “对任一正整数n，欧拉φ函数的取值φn定义为：φn:=不大于n且与n互素的正整数的个数。对任一素数p，φp=p-1，这个是因为1，...，p-1这p-1个不大于p的正整数显然都跟p互素。”

    “然后，对两个不同的素数p1和p2，φp1p2=p1-1p2-1，这是因为……”