Unendlich viele Primzahlzwillinge (wer hat es mal probiert) - Seite 2

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HJS6102 Auf diesen Beitrag antworten »

Wie ich schon sagte, ich habe nicht vor, exorbitant hohe Primzahlen zu untersuchen, sondern allgemein für jede Primzahl zu argumentieren.

Du hast angezweifelt, daß zwei beliebige Primzahlen ein periodisches Muster ergeben, wenn man deren Modulo-Ergebnisse kombiniert. Daran arbeite ich gerade und denke, ich kann das recht einfach beweisen.

Mein erster Ansatz dazu war speziell auf Primzahlzwilinge ausgelegt, der ist zwar nicht per se schwierig, aber etwas unübersichtlich. Daher werde ich einen einfacheren Ansatz nur mit Primzahlen wählen und den dann im letzten Schritt modifizieren, das macht es viel verständlicher...

Aber ich will den fertigen Beweis (für die Musterbildung, nicht für die Zwillingsvermutung) vorlegen, nicht das Forum mit Teilergebnissen vollspammen...
Elvis Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn du dich auf diesen Schwachsinn beziehst, kannst du das getrost vergessen : https://www.sein.de/news/2010/05/primzah...tt-definierbar/
Viel blöder geht nicht. unglücklich Korrektur : es geht immer noch blöder. Big Laugh
HJS6102 Auf diesen Beitrag antworten »

Nein natürlich nicht, ich meine das schon ernst und habe mit Esoterik nichts am Hut. Wenn ich von Schwingungen rede, dann von solchen, wie sie in der Physik und Musik vorkommen mit strenger mathematischer Definition.

Was ich zunächst will, ist aufzuzeigen, was passiert, wenn man zwei Primzahlen auf eine bestimmte Weise kombiniert.

Ich definiere dazu eine Funktion f:

p1 und p2 sind beide prim und p2 ist größer p1
n ist eine beliebige ganze Zahl inkl 0 oder negativ
d=p2-p1 bzw p2=p1+d oder p1=p2-d

f (p1 x p2 + n) =
0 wenn (p1 x p2 + n) mod p1 = 0 oder 2 oder
wenn (p1 x p2 + n) mod p2 = 0 oder 2
1 in allen anderen Fällen

These:
Es entsteht eine periodische Folge mit Periodenlänge p1 x p2, die sich unendlich wiederholt.

Beweis (Anfang, noch nicht vollständig):

Wie stellt sich die erste Oder-Funktion dar?

(p1 x p2 +n) mod p1 = (beginnend mit n=0)

0 1 2 3 ... p1
mit der 0/1 Umsetzung:

0 1 0 p1-3 mal eine 1, dann 0 (2 x p1) 1 0 (wegen 2 x p1 +2 mod p1 =2) dann wieder p1-3 mal eine 1 etc

Für p2 gilt das gleiche, nur daß überall p2 steht statt p1

Wie sieht nun die Kombination beider Reihen aus?
Zur Illustration zunächst ein Beispiel mit p1=7 und p2=11

0101111010111101011110 (7)
0101111111101011111111 (11)
0101111010101001011110 (7 und 11 - Anfang, nicht vollständig Länge wäre 77)

Abstrakt:
0 1 0 p1-3 mal die 1 dann weiter mit 0 1 0 (die beiden 0 kommen von p1, wir sind jetzt bei der Stelle n=p1 bzw. n=p1+2, jedenfalls solange d=>4 sonst Spezialfall, der aber auch einfach darstellbar ist) dann d-3 mal die 1 dann weiter mit 0 1 0 (diese 0 stammen von p2, wir sind jetzt bei n = p2 bzw n = p2+2) jetzt 0 oder 1 (diese Stelle stammt wieder von p1, hier ist aber d entscheidend) dann geht es weiter bis zur Stelle 2 x p1 x p2. Es zeigt sich eine rückläufige Verschiebung der Abstände bis beide mod Funktionen bei der gleichen Zahl 0 sind (2 x p1 x p2).

Dies ist der Punkt, wo ich sage, es wird mit der mod p1, p2 = 2 etwas unübersichtlich, weil wir 4 Gründe für eine 0 haben.

Man kann es aber optisch und für die Nachvollziehbarkeit vereinfachen, indem man zunächst nur die 0 der mod p1,p2=0 verwendet und die weiteren "Nullstellen" später hinzufügt, dies ändert nichts an der Periode, weil die weiteren 0er ja immer genau zwei Stellen hinter den bereits vorhandenen 0ern eingesetzt werden (steht dort eine 1 wird sie 0, steht bereits eine 0 bleibt sie).

Ein weitere Vorteil dieser Vereinfachung liegt auch darin, daß man hier wieder sieht, was ich in meinem ersten Text unter 4a geschrieben habe, nämlich, daß es keinen Unterschied macht, ob ich den Abstand 2 oder einen anderen geraden Abstand betrachte, denn es verschiebt sich nur die Stelle der eingefügten (genauer ersetzenden) 0, nicht aber die Periode an sich.

Nehmen wir also mal die Funktion:

f (p1 x p2 + n) =
0 wenn (p1 x p2 + n) mod p1 = 0 oder
wenn (p1 x p2 + n) mod p2 = 0
1 in allen anderen Fällen

Dies wären einfach nur die Primzahlen ohne Zwillinge.

Hier mal das Beispiel mit den Primzahlen 7 und 11 vollständig:

011111101111110111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111
11
011111111110111111111101111111111011111111110111111111101111111111011111111
11
011111101110110111111001111101111010111111010111101111100111111011011101111
11

*(wieso macht der hier einen Zeilenumbruch?)*

Die 0 in der zweiten Zeile "wandert" quasi im Verhältnis zu 0 in der ersten Zeile immer um d-1 (hier also 3) nach "vorne" bzw. um d (hier also 4) nach hinten. Dies geht so lange, bis sich die 0 in beiden Reihen treffen (bei Punkt 77), ab da startet das Muster von vorne.

Wie oft stehen da nun in der dritten Zeile die 1er?
6 3 2 6 (2x0) 5 4 1 6 1 4 5 (2x0) 6 2 3 6
Die Symmetrie ist deutlich zu sehen und auch logisch, weil die Modulo-Funktion ja in beide Richtungen gleich wirkt.
Auch steht die Gesamtzahl der 1er fest, nämlich p1xp2 – p2 – p1 + 1, davon stehen genauso viele links von p1xp2/2 wie rechts. Ebenso sind die „Nullstellen“ gleichmäßig verteilt. Auch die Maximallänge ist mit p1-1 vorgegeben. Dies sind schon recht viele Eigenschaften für die potentielle Verteilung.
Beispiele für andere Primzahlen:
(7, 13):
6 5 (2x0) 6 4 1 6 3 2 6 2 3 6 1 4 6 (2x0) 5 6

(5, 17)
4 4 4 1 2 4 4 3 (2x0) 4 4 4 (2x0) 3 4 4 2 1 4 4 4

(11, 19)
10 7 2 10 4 5 10 1 8 9 (2x0) 10 6 3 10 3 6 10 (2x0) 9 8 1 10 5 4 10 2 7 10

Jetzt abstrakt für alle p1, p2 mit d=> 4 formuliert (noch unfertig und NICHT richtig, weil offensichtlich bei p2> 2x p1 auch Besonderheiten auftreten, weil dann p1 schon die nächste 0 ausgibt, bevor p2 das erste Mal wirkt, hier muß wohl noch abstrakter formuliert werden oder eine Fallunterscheidung hin):

0 p1-1 mal die 1 (alle Reste von p1 ungleich 0)
0 (wegen 2 x p1)
dann so oft die 1, wie es dem Abstand zwischen p1 und p2 entspricht, um 1 reduziert, also p2-p1-1 x die 1
dann die 0 (von 2 x p2)
dann die 1 so oft, bis 3 x p1 - 1 erreicht ist, dies entspricht 3 x (p2 -d) -1
dann die 0 (3 x p1)

bis hierhin bin ich gekommen, jetzt muß ich untersuchen, wie sich die Längen der 1 konkret aus p1 und p2 errechnen. Eventuell muß ich mir dazu noch ein oder zwei Beispiele ansehen. Aber das Ergebnis sollte jetzt schon erkennbar sein.
….

Um das Beispiel aufzugreifen, wie man nun von mod 0 auf mod 0 und 2 erweitert:

dritte Zeile von oben (7 und 11 mod jeweils mod 0):
011111101110110111111001111101111010111111010111101111100111111011011101111
11
nur mod 2 (ohne mod 0):
110111111011101101111110011111011110101111110101111011111001111110110111011
11
(also nur um 2 verschoben..., immer noch symmetrisch, nur eben verschoben)
bei mod 4 als Beispiel:
111101111110111011011111100111110111101011111101011110111110011111101101110
11
(also nur um 4 verschoben, aber auch symmetrisch)

Kombination von mod 0 und mod 2:
010111101010100101111000011101011010101111010101101011100001111010010101011
11

Die Symmetrie ist nun etwas schwerer erkennbar, aber vorhanden:

Zählen wir die 1 er wieder:
1 4 1 1 1 (2x0) 1 4 (4x0) 3 1 2 1 1 4 1 1 2 1 3 (4x0) 4 1 (2x0) 1 1 1 4 1
Elvis Auf diesen Beitrag antworten »

Wo ist deine strenge mathematische Definition physikalischer Schwingungen, und warum soll das etwas mit Primzahlen zu tun haben ? Ein paar Beispiele für irgend etwas unverständliches, das du vielleicht oder vielleicht auch nicht zu etwas völlig unverständlichem verallgemeinern möchtest, macht mir wenig Hoffnung auf Fortschritt. Tut mir leid, ich bin sicher, dass man ohne Mathematik keine Mathematik machen kann.
HJS6102 Auf diesen Beitrag antworten »

Elvis, Du verstehst mich nicht und ich verstehe Dich nicht.

Du hast bezweifelt, daß zwei periodische (ganzzahlige) Reihen, die man nach einer festen Regel verknüpft wieder eine periodische (ganzzahlige) Reihe ergeben.
Dieser Punkt war ein kleiner Denkschritt in meiner ursprünglichen Argumentation. Es war nicht unbedingt das Hauptargument, ich dachte sogar, dies wäre trivial. Bis jetzt zweifele ich nicht eine Sekunde an der Richtigkeit.

Die Schwingungen habe ich nur erwähnt, um plastisch zu zeigen, daß dieses "Problem" doch wegen zahlreicher praktischer Anwendungen altbekannt sein müßte und daher längst Lösungen vorliegen müssen.
Es gibt natürlich keine Notwenigkeit, daß Schwingungen prim sein müssen oder Primzahlen Schwingungen wären; es ging NUR um die Frage, wie sich periodische Folgen verhalten, dazu gehören eben auch Schwingungen im weitesten Sinn. Man könnte zB die Maxima einer Sinusfunktion und einer um einen festen Wert verschobenen und gestreckten Sinusfunktion nehmen, dies ergibt dann das gleiche Bild.
Das sollte mathematisch doch kein Problem darstellen, oder?

Ich habe aufgezeigt, daß dieses Entstehen von periodischen Folgen zumindest bei einer willkürlichen Anzahl von Primzahlen so ist und aufgrund der Modulo-Funktion sogar eine Symmetrie der kombinierten Periode sichtbar wird.
Ich habe versucht, dies abstrakt zu formulieren und hänge dabei noch etwas. Statt mir dabei zu helfen (egal ob das nun zu dem Beweis für Primzahlzwillinge führt oder nicht), kritisierst Du rein destruktiv.
Sei doch mal konstruktiv.

Hilf mir doch mal bei der abstrakten Formulierung des Gedankens, für den ich mehrere BEispiele aufgezeigt habe und der intuitiv richtig zu sein scheint.
Elvis Auf diesen Beitrag antworten »

Ich interessiere mich für Primzahlen aber nicht für Geschwafel. Ende.
 
 
HJS6102 Auf diesen Beitrag antworten »

Ich hatte doch recht mit der Periode, es ist sogar einfacher zu beweisen, als ich dachte.
Mein Ansatz zur Abstrahierung war zu kompliziert, es geht deutlich einfacher:

Das ist mein erster Versuch mit Latex, diese völlig unübersichtliche Formatierung dauert länger, als den Beweis zu formulieren, ich hoffe es gelingt smile

Nun was sind die Nullstellen zwischen
und und ?

und


Die Nullstellen zwischen und sind also gegenüber den Nullstellen zwischen und jede einzelne um genau verschoben.
Dies gilt ebenso für die Nullstellen zwischen und , auch hier sind die Nullstellen um genau verschoben.

Es liegt also unabhängig von und immer eine periodische Folge der Nullstellen vor mit der Länge .

Woher kommt die Symmetrie?

Nun die erste Nullstelle beginnend bei 0 Richtung muß sein, denn . Also ist der Abstand . In der anderen Richtung, also von Richtung 0, liegt die erste Nullstelle auch um verschoben, denn ist ja größer, also ist . Es kann auch keine Nullstelle zwischen und geben, denn alle Zahlen dazwischen sind weder noch .

Diese Symmetrie gilt aber für alle Nullstellen. Von 0 nach ist der Abstand ebenso , wie von zu und ebenso bei 0 bis zu zu .

Damit ist bewiesen, daß die von mir definierte Funktion dazu führt, daß bei beliebigen Primzahlen und (aber auch für alle anderen ganzen Zahlen, wohl auch für alle rationalen Zahlen) eine sich wiederholende und in sich symmetrische Folge entsteht.
Dies sieht man schon daran, daß man einfach in der Funktionsdefinition und als beliebige ungleiche natürliche Zahlen nehmen kann, ohne daß sich am Beweis etwas ändert. Soweit und gleiche Teiler haben, kommt es zwar zu einer Überlagerung mancher Nullstellen, aber zu keiner anderen Systematik.
Beispiel dazu mit 6 und 10:
011111011111011111011111011111011111011111011111011111011111
011111111101111111110111111111011111111101111111110111111111
011111011101011111010111011111011111011101011111010111011111

Abstände der 1er: 5 3 1 5 1 3 5 5 3 1 5 1 3 5

Man kann dies nun auch auf Kombinationen von mehr als zwei Primzahlen erweitern.
Bei p1, p2, p3 kann man wegen der Oder-Funktion auch erst und verknüpfen, dann dazu oder und dann oder alle gleichzeitig.

Da aber und kombiniert eine Periode sind und und auch, sind es auch , und .

Oder detaillierter:
Die Nullstellen zwischen 0 und sind:


und




Die Nullstellen ab sind nun um genau verschoben.
Folglich gilt für eine beliebige (endliche) Kombination aus Primzahlen mit den jeweiligen Nullstellen aus der Modulo-Funktion, daß die entstehende Folge periodisch und symmetrisch ist.
HJS6102 Auf diesen Beitrag antworten »

Nachdem das jetzt feststeht, komme ich zu der Frage, welche Bedeutung dies hat.

Wir haben eine Folge produziert, in der die Modulofunktion Nullstellen ausgegeben hat. Diese Nullstellen im Zahlenstrahl sind die Stellen, an denen keine Primzahlen sind (bis auf die jeweils erste Nullstelle der jeweiligen Primzahl (also sie selbst).
Das erscheint jetzt erst einmal völlig trivial und bedeutungslos, insoweit verstehe ich Elvis.

Der Knackpunkt kommt jetzt:

Wir nehmen diese Folge, verschieben sie um zwei Stellen und wenden erneut die Oder-Funktion an (ebenso könnten wir die Glieder untereinander multiplizieren, egal, gleiches Ergebnis). Ich hatte dazu oben schon ein Beispiel gezeigt.

Auf diese Weise zeigt man die Stellen im Zahlenstrahl, an denen kein Primzahlzwilling liegt.

Ok, aber das reicht noch nicht ganz, sehe ich ein.
(Wobei man schon überlegen kann: Es gibt unendlich viele Primzahlen, wir verschieben den Strahl um zwei Stellen, wie sollte angesichts der Teilerfremdheit dann plötzlich irgendwo nur noch Nullstellen entstehen, aber ok, so einfach geht es nicht, verstehe ich.)

ABER
Und jetzt bitte ich wirklich mitzudenken.
Wenn wir diese Verschiebung nicht um zwei Stellen machen, sondern um vier oder sechs oder acht oder zehn oder oder oder, verändern wir die Anzahl der Nullstellen nicht.
Warum?
Weil, bezogen auf jede einzelne Primzahl die in der Folge enthalten ist, die Verschiebung zu keiner zahlenmäßigen Veränderung führt (wir tauschen je nur eine Restklasse gegen eine andere). Dh in keiner der Komponenten der Gesamtfolge wird die Zahl der Nullstellen verändert. Alle Folgen sind aber zu jeder anderen Folge und zu jeder Kombination der anderen Folgen teilerfremd.

Oder anders gesagt, was müßte passieren, um alle Primzahlen ab einer bestimmten Stelle durch eine Verschiebung der Nullstellen auszulöschen? Wir haben ja bereits gesehen, daß jede Folge eine feste Zahl von Nullstellen hat und damit auch eine feste Zahl von Nichtnullstellen. Durch eine Verschiebung um 2 wird aber die Anzahl der Nullstellen bestenfalls verdoppelt, aber aufgrund der teilweisen Überlagerung geschieht dies nicht.
Wieviele Nullstellen gibt es nun bei zwei Primzahlen, die wir kombinieren? Nun nicht mehr als die Summe der beiden abzüglich 1. Und wie viele Nichtnullstellen gibt es ? Nun das Produkt der beiden Zahlen - deren Summe +1.
Anders gesagt, bei zwei beliebigen Primzahlen kann die Zahl der Nullstellen nie größer als das doppelte ihrer Summe ergeben, was oberhalb von 3 und 5 immer weniger ist, als das Produkt. Und wir wissen, daß bei 2 3 und 5 es zu keiner Auslöschung aller Nichtnullstellen kommt.
Somit wissen wir aber auch, daß zwei beliebig große Primzahlen niemals sich gegenseitig alle Nichtnullstellen beseitigen.

Wie sieht es dann mit drei oder mehr Primzahlen aus?

Nun, hier hat jede Primzahl soviel Nullstellen, wie die anderen Primzahlen als Produkt ergeben.

Man addiert also für jede Primzahl die Produkte der anderen Primzahlen Dies kann man umformulieren, indem man jeweils die Produkte aller Primzahlen nimmt, wobei jedesmal durch die zu zählende Primzahl dividiert wird. Da kann man das Produkt ausklammern, in der Klammer bleiben dann die Kehrwerte der Primzahlen stehen und werden addiert. Das ergibt aber nur die theoretische Obergrenze der Nullstellen, denn es gibt natürlich jeweils Überlagerungen, die abzuziehen sind.

Damit nun eine Verschiebung um zwei Stellen alle Nichtnullstellen löscht, müßte die Summe der Kehrwerte größer sein als 0,5. Dabei zählt aber die 2 nicht mit, da eine gradzahlige Verschiebung zu einer vollkommenen Überlagerung führt. Leider divergiert die Reihe aber ins Unendliche.

Daher müßte man genau ausrechnen, ob durch die erwähnten Überlagerungseffekte (die ja mit steigenden Zahlen auch größer werden) eine Konvergenz unterhalb 0,5 hergestellt werden kann. Das mache ich heute aber nicht mehr...
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

Das Ganze erinnert mich an so was wie:

100 Beweise, dass die Erde eine Scheibe ist
im Internet. Langatmiges Getue mit dem Filmmaterial dazu kurze Bemerkungen
wie man sieht..., ist der Salzsee total flach
( ich sehe gar nichts ), bis man ermüdet aufgibt.

Akzeptabel wäre ein direkter Beweis wie Filmaufnahmen von einem Satelliten, aber da gibt es ja Gott sei Dank das "Hindernis" der Kuppel über der flachen Erde.
HJS6102 Auf diesen Beitrag antworten »

Ich bin nicht unbelehrbar. Ich habe auch immer dargelegt, daß ich auf der Suche nach einem Beweis bin und habe mich an dieses Forum gewandt, um KONSTRUKTIVE Kritik zu erhalten.

Elvis meinte, die Perioden seien von mir unschlüssig behauptet worden, er bezweifelte, daß es diese in allgemeiner Form gibt. Ich habe mich bemüht, dies so ausführlich wie möglich zu beweisen, damit jeder jeden Denkschritt nachvollziehen kann.

Ich höre hier aber immer nur: Das stimmt nicht, das geht nicht, basta.

Wer ist hier dogmatisch?

Sagt doch einfach mal klar:

1. Was stimmt an meiner Argumentation konkret nicht?
2. Geht Ihr davon aus, daß die von mir dargelegte Periodizität (im endlichen, nicht im unendlichen!) vorliegt oder nicht und begründet Eure Antwort.
3. Welcher Punkt meiner Ausführungen ist unverständlich, dann bemühe ich mich, es in anderen Worten zu schildern.

Sorry, ich bin eben mit der formalen mathematischen Sprache nicht vertraut und versuche es daher mit Worten statt mit abstrakten Symbolen. Wenn aber Nichtmathematiker hier unerwünscht sind, gehe ich; ich bin nicht auf einer Missionierung, sondern freue mich nur über das Denken über mathematische Probleme.
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