Autor Tema: ¿Patrón de los primos?

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23 Mayo, 2024, 05:49 am
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Tachikomaia

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Me pregunté qué dibujo se formaría si se pintaran los pixeles primos, pero eso depende del tamaño de la hoja. Luego pensé si tienen un patrón o no. Por ahora vi esto:
4, 5
6, 7
8, 9, 10, 11
12, 13
14, 15, 16, 17
18, 19
20, 21, 22, 23
¿Hasta dónde ocurre ese:
2 números
4 números
?
Exceptuando el 1er caso, tal vez cada cierto número (variable, basado en otros). Veo que enseguida acaba:
24, 25, 26, 27, 28, 29

¿Es posible hacer algo más o menos prolijo o estético con primos, similar a lo que intenté? Creo que sí, pero parecen no tener sentido.

Entre más grandes sean los números de una decena ¿menos primos hay?
Por ejemplo del 10 al 19 hay 4 primos.
Del 90 al 99 hay...  1.
Pareciera que, en general, se cumple eso:

Dentro de una decena (el menor terminando en 0), sólo podría haber un máximo de 5, porque los otros 5 son pares. ¿Existe una decena así, de números contiguos elevados , que tenga al menos 4 primos, como las de números bajos?

Observando el dibujo de arriba a abajo ¿ven un patrón? Los que terminan en 1, al principio son 1 no, 2 sí, y de repente cambia. Debe haber una explicación que sirva para describir eso hasta el infinito, creo yo. Lo mismo con los demás. Desde el 21, cada 30 no son primos. Creo que los no primos van aumentando. Tal vez con más tablas de distintos rangos se vería mejor...

Anduve vichando esto:
https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_primo
¿Me parece a mí o luego de tachar los múltiplos de 7 ya no tacha más? ¿cómo es posible? ¿todo lo que puede generar el 11, por ejemplo, lo pueden generar otros números? ¿o hasta el 100 sí pero luego no?

23 Mayo, 2024, 07:14 am
Respuesta #1

feriva

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Hola, Tachikomaia

Los primos van en acordeón, de repente aparecen algunos más juntos y después más separados, pero en la medida que el tramo es grande, hay menos densidad de ellos.

Una conjetura es que existen infinitos primos gemelos, es decir, que existen infinitas parejas de primos que están a distancia de dos unidades; de momento se han encontrado muchísimas parejas y se supone que así es con bastante seguridad, pero no está demostrado. También se supone que hay infinitos a distancia de cuatro unidades, infinitos sexis (así llaman a los que están a distancia de seis) y, en definitiva, infinitos a cualquier distancia par dada.

En cambio, sólo hay dos a distancia de una unidad, que son el 2 y el 3. Todos los demás son de la forma \( 6n+1 \) ó \( 6n-1 \), donde puedes ir dando valores a “n”, valores 1,2,3,4,5,6... Así, al principio, te salen muchos 5, 7, 11, 13... hasta que aparece el 25, que es compuesto, y a partir de ahí aparecen compuestos y primos de manera que los primos, a la larga, pierden densidad porque aparecen distancias más grandes intercaladas con distancias menos grandes.

No existe una decena como la que dices. Una de las razones está en que cada 2 números seguidos, sean cuales sean, hay un par, cada tres números seguidos hay un múltiplo de tres, cada cuatro un múltiplo de cuatro... Así que, como el único primo par es el dos, como el único primo múltiplo de 3 es el tres, etc., ya nunca más pueden ser primos esos múltiplos que aparecen a las distancias implicadas por los primos.

Bueno, esto último que he dicho no lo garantiza (al menos por sí solo) ya que un sólo número puede ser múltiplo de 2, 3, 5, 7, 11... de los que sean. Hay que pensarlo mejor, pero creo que se podrá demostrar.

En cuanto al dibujo que pueden formar, busca en internet “espiral de Ulam”, creo que lo que dices puede ir por ahí.

Saludos.

23 Mayo, 2024, 09:02 am
Respuesta #2

Luis Fuentes

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Hola

¿Es posible hacer algo más o menos prolijo o estético con primos, similar a lo que intenté? Creo que sí, pero parecen no tener sentido.

Hay por ahí diferentes representaciones de los primos que esbozan ciertos patrones, pero que no son claramente indentificables.

Una típica es la espiral de Ulam: https://es.wikipedia.org/wiki/Espiral_de_Ulam

Aquí tienes también un compendio de otras: https://benvitalenum3ers.wordpress.com/2012/05/02/visualizing-the-distribution-of-prime-numbers/

Citar
Entre más grandes sean los números de una decena ¿menos primos hay?

Si; se puede demostrar que la densidad de primos tiende a ser menor a medida que avanzamos en la lista de naturales.

Citar
Dentro de una decena (el menor terminando en 0), sólo podría haber un máximo de 5, porque los otros 5 son pares. ¿Existe una decena así, de números contiguos elevados , que tenga al menos 4 primos, como las de números bajos?

Cinco primos en una decena mayores que \( 3 \) no puede haber porque es fácil ver que si \( p>3 \) es primo entonces \( p=3k\pm 1 \) y o bien \( p+2 \) o bien \( p+4 \) es múltiplo de \( 3 \).

Si hay cuartetos de primos en una decena de la forma \( p,p+2,p+6,p+8 \), pero no se sabe si hay infinitos cuartetos de este tipo o no. Algunos ejemplos:

\( (5, 7, 11, 13), (11, 13, 17, 19), (101, 103, 107, 109), (191, 193, 197, 199), \\,(821, 823, 827, 829), (1481, 1483, 1487, 1489), (1871, 1873, 1877, 1879), (2081, 2083, 2087, 2089)
 \)

y más información sobre el asunto aquí:

https://es.wikipedia.org/wiki/Cuadruplete_primo

Citar
https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_primo
¿Me parece a mí o luego de tachar los múltiplos de 7 ya no tacha más? ¿cómo es posible? ¿todo lo que puede generar el 11, por ejemplo, lo pueden generar otros números? ¿o hasta el 100 sí pero luego no?

Es que cualquier número \( n\leq 120 \) tiene que tener un factor primo \( \leq 7 \). En otro caso todos sus factores primos serían mayores o iguales que el siguiente primo a \( 7 \), que es \( 11 \) y por tanto o bien \( n \) es primo o bien al menos tiene dos factores primos \( \geq 11 \) y así \( n\geq 11^2=121 \).

Saludos.

23 Mayo, 2024, 09:54 am
Respuesta #3

feriva

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Dentro de una decena (el menor terminando en 0), sólo podría haber un máximo de 5, porque los otros 5 son pares. ¿Existe una decena así, de números contiguos elevados , que tenga al menos 4 primos, como las de números bajos?

Cinco primos en una decena mayores que \( 3 \) no puede haber porque es fácil ver que si \( p>3 \) es primo entonces \( p=3k\pm 1 \) y o bien \( p+2 \) o bien \( p+4 \) es múltiplo de \( 3 \).

Si hay cuartetos de primos en una decena de la forma \( p,p+2,p+6,p+8 \), pero no se sabe si hay infinitos cuartetos de este tipo o no. Algunos ejemplos:

\( (5, 7, 11, 13), (11, 13, 17, 19), (101, 103, 107, 109), (191, 193, 197, 199), \\,(821, 823, 827, 829), (1481, 1483, 1487, 1489), (1871, 1873, 1877, 1879), (2081, 2083, 2087, 2089)
 \)


Hola, Luis.

Pero creo que dice decenas de 10 a 20, de 20 a 30, etc., porque especifica que el menor termina en cero.

Ah, ya veo que también las hay. Perdón.

Saludos.

23 Mayo, 2024, 10:04 am
Respuesta #4

Luis Fuentes

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Hola

Pero creo que dice decenas de 10 a 20, de 20 a 30, etc., porque especifica que el menor termina en cero.

Ah, ya veo que también las hay. Perdón.

De hecho, necesariamente en un cuarteto de primos \( p,p+2,p+6,p+8 \) con \( p>5 \), \( p \) tiene que acabar en \( 1 \). En otro caso si acaba en \( 3,4,7,9 \) respectivamente \( p+2,p+6,p+8 \) ó \( p+6 \) serían múltiplos de \( 5 \).

Por tanto estarán contenidos en la decena \( (p-1)/10 \).

Saludos.

23 Mayo, 2024, 10:20 am
Respuesta #5

feriva

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Hola

Pero creo que dice decenas de 10 a 20, de 20 a 30, etc., porque especifica que el menor termina en cero.

Ah, ya veo que también las hay. Perdón.

De hecho, necesariamente en un cuarteto de primos \( p,p+2,p+6,p+8 \) con \( p>5 \), \( p \) tiene que acabar en \( 1 \). En otro caso si acaba en \( 3,4,7,9 \) respectivamente \( p+2,p+6,p+8 \) ó \( p+6 \) serían múltiplos de \( 5 \).

Por tanto estarán contenidos en la decena \( (p-1)/10 \).

Saludos.

Sí, me había despistado pero bien, de lo más tontamente.

Muchas gracias, Luis.

29 Junio, 2024, 09:18 pm
Respuesta #6

danizafa

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Hola,
No creo que haya un patrón.

Jugando con esto de los primos, armé una tabla, puse 4 Columnas. Las nombre así: "n", "1", "2n", "2n+1";

Puse 1 en "n" y lo mismo en "1", multipliqué por 2 el 1 en "2n", y multipliqué por 2  y adicioné 1 en "2n+1".

Los resultados de esas dos columnas los iba cargando en la columna "n" y me iba encontrando los otros números.

En "2n" se cargaban todos los pares, y en "2n+1" todos los impares. Las 3 primeras filas, me mostraron números primos. La 4ta el 9. la 7ma el 15. Y bueno, lo mismo que sucedería con la criba de eratóstenes, debía descartar cada 3 posiciones los múltiplos de 3, cada 5 los múltiplos de 5, cada 7 los de 7.

Pero también pensé que si a cada par le hacía dos operaciones, "2n-1" y "2n+1", me arrojaría todos los impares. Y de esta forma algunos pares, me arrojarían 2 números primos, otros 1 y muchos ninguno a medida que iban creciendo.

Lo estaba haciendo en excel, para pasar el rato, terminé con tanta curiosidad que lo hice hasta el 300.

La curiosidad surgia por esto:

El 2 genera dos números primos mediante las citadas operaciones. Luego el 6, el 14 y el 30 también lo hacen.

2 es el primer par, 6 el tercero, 14 el séptimo, y 30 el quinceavo.

1+2+4+8 eran las posiciones de los que generaban dos números primos. Y la suma de ellos: 2+4+8+16

Los primeros que no generaron primos, fueron el 28 y el 32.

Luego el 36, 54 y 90 generaban  también dos primos.

desde el 30, las posiciones e incrementos en valor eran:

3+9+18 y 6+18+36.

Nada muy científico, pero son datos curiosos.

Luego lo hice con código, y fui aumentando la cantidad.

Pues bueno, obvio que no encontré un patrón, pero si ví como baja la densidad de primos a medida que aumentan los números.

En los primeros 400 millones, hay 21.336.326 números primos. 5,33% del total. Mientras que, en los primeros 4 millones, hay 283.146 primos, que representa 7,08%.




Agrego:

Esto me arrojaría si pongo los números pares hasta el 250. Es decir, los primeros 125 números pares. Entonces hasta el número 500 hay 95 números primos.

Números que generan 2 primos: 13 [2, 6, 30, 36, 54, 90, 96, 114, 120, 156, 174, 210, 216]

Números que generan 1 primo: 68 [4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 34, 40, 42, 44, 48, 50, 52, 56, 64, 66, 68, 70, 74, 76, 78, 82, 84, 86, 98, 100, 106, 112, 116, 126, 128, 132, 134, 136, 138, 140, 142, 146, 154, 158, 166, 168, 176, 180, 184, 186, 190, 192, 194, 198, 200, 204, 220, 222, 224, 228, 230, 232, 234, 240, 244, 246, 250]

Números que no generan primos: 44


Al menos, cada número par que genera dos primos, arroja un par de Primos Gemelos. Pero no puedo contabilizar, cuando los primos gemelos están generados por dos números diferentes. Hasta el número 500 hay 24 primos gemelos. Y contabilizando los pares que generan dos primos solo cuento 13.



Si aplico, "2n-1" y "2n+1" a todos los números desde 1 a 250, me cuenta la cantidad de primos gemelos que hay hasta 500. =)

4565 es el número de primos gemelos hasta 500.000.
Este es el último:
499691-499693

Tengo una demostración de la Hipotesis de Riemann, pero es demasiado grande para caber en este margen.

30 Junio, 2024, 10:35 am
Respuesta #7

RDC

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