Autor Tema: Otra conjetura sobre primos

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03 Julio, 2025, 02:12 pm
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Pie

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Buenas, ya que están tan de moda últimamente en el foro, dejo una que se me ocurrió el otro día (puede que ya sea conocida, no he mirado mucho :laugh:)

Conjetura: Sea \( p_n \) el enésimo número primo, la función \( f(n) = 2p_{n+1} - (p_n + p_{n+2}) \) tiene infinitos ceros.

Diria que es cierta, aunque seguramente sea de esas fáciles de enunciar y difíciles de probar/refutar. :laugh: Aunque en parte me parece más débil que las de los primos gemelos o similares, por no necesitar que se repita ningún gap en concreto.. pero por otra más fuerte por requerir que tres primos consecutivos estén alineados (en progresión aritmética)..

A ver cómo lo véis, o si se os ocurre o sabéis algo más.. :laugh:

Saludos.
Hay dos tipos de personas, los que piensan que hay dos tipos de personas y los que no.

03 Julio, 2025, 02:32 pm
Respuesta #1

manooooh

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Hola

No sé si me pierdo de algo, pero basta calcular algunos valores para ver que la conjetura es falsa.

Por ejemplo, sea \( n=3 \) y \( p_3 \) el tercer número primo. Entonces:

\( p_3=5 \)
\( p_4=7 \)
\( p_5=11 \)

\( f(3)=2p_4-(p_3+p_5) \)
\( f(3)=14-(5+11)=-2\neq0 \)

Ahí está. Igualmente me parece raro que llamemos \( f(n) \) una función, ya que una vez fijado \( n \) se trata de una función constante, en este caso dio \( -2 \) por lo que no tiene raíces (ceros).

Saludos

03 Julio, 2025, 02:52 pm
Respuesta #2

Juan Pablo Sancho

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Lo que indica Pie es que existe \( \mathcal{B} \subset \mathcal{N}  \) infinito tal que si \( n\in \mathcal{B} \) entonces \( f(n) = 0 \) por ejemplo \( n=2 \)
\( f(2) = 2 \cdot p_3 - (p_2+p_4) = 2 \cdot 5 - (3+7) = 0 \)
La función no es constante y una raíz es un valor que la anula y en este caso mínimo hay uno.
Fíjate que es """parecido a la conjetura de Goldbach o una variante extraña""" ,si \( n \) es un cero tenemos \( 2 \cdot p_{n+1} = p_{n+2} + p_{n}  \) un número par es suma de dos primos.
Pero que los números sean tan restrictivos me da que no.

03 Julio, 2025, 03:07 pm
Respuesta #3

feriva

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Buenas, ya que están tan de moda últimamente en el foro, dejo una que se me ocurrió el otro día (puede que ya sea conocida, no he mirado mucho :laugh:)

Conjetura: Sea \( p_n \) el enésimo número primo, la función \( f(n) = 2p_{n+1} - (p_n + p_{n+2}) \) tiene infinitos ceros.

Diria que es cierta, aunque seguramente sea de esas fáciles de enunciar y difíciles de probar/refutar. :laugh: Aunque en parte me parece más débil que las de los primos gemelos o similares, por no necesitar que se repita ningún gap en concreto.. pero por otra más fuerte por requerir que tres primos consecutivos estén alineados (en progresión aritmética)..

A ver cómo lo véis, o si se os ocurre o sabéis algo más.. :laugh:

Saludos.

\( f(n)=2p_{n+1}-(p_{n}+p_{n+2}) \)

\( 2*23-(19+29)=-2 \)

\( 2*17-(13+19)=2 \)[]

\( P_{2}-P_{1}=c \)

\( P_{1}=P_{2}-c \)

\( P_{2}=c+P_{1} \)

\( P_{3}-P_{2}=k \)

\( P_{3}=k+P_{2} \)

...

\( 2c+2P_{1}-(P_{1}+P_{2}+k)=0 \)

\( 2c+P_{1}-P_{2}-k=0 \)

\( 2c-k=P_{2}-P_{1} \)

Tenemos que 2c-k es par, y es la distancia entre el segundo y el primer primo. La conjetura de Polignac implica ésta (si no me he equivocado por ahí; que estoy con un reuma de abuelo que no puedo ni andar. así que es muy posible que me haya equivocado en subíndice, un signo...)

Saludos.

03 Julio, 2025, 04:24 pm
Respuesta #4

Luis Fuentes

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Hola

Tenemos que 2c-k es par, y es la distancia entre el segundo y el primer primo. La conjetura de Polignac implica ésta (si no me he equivocado por ahí; que estoy con un reuma de abuelo que no puedo ni andar. así que es muy posible que me haya equivocado en subíndice, un signo...)

La conjetura de Polignac dice que dado cualquier par \( n \) existen infinitos primos consecutivos \( (p_k,p_{k+1}) \) a diferencia \( n \): \( p_{k+1}-p_k=n \).

Pero no veo como de ahí se puede deducir la conjetura que enuncia Pie, que involucra a TRES primos consecutivos.

Conjetura: Sea \( p_n \) el enésimo número primo, la función \( f(n) = 2p_{n+1} - (p_n + p_{n+2}) \) tiene infinitos ceros.

Equivale a decir que hay infinitos triples de primos consecutivos \( (p_n,p_{n+1},p_{n+2}) \) en progresión aritmética.

En general a \( k \)-primos consecutivos en progresión artimética, por las siglas en inglés, se le denota un conjunto CPAP-\( k \). Se conjetura que hay CPAP de longitud arbitraria y esto implicaría la conjetura de Pie, es decir, que hay infinitos conjuntos CPAP-\( 3 \):

https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_primos_en_progresi%C3%B3n_aritm%C3%A9tica#Primos_consecutivos_en_progresi%C3%B3n_aritm%C3%A9tica

Como curiosidad lo que si está probado es que hay infinitas tripletas de primos \( (p,q,r) \) (no necesariamente consecutivos) en progresión aritmética y por tanto tales que \( 2q=p+r \).

Más recientemente Terence Tao probó que hay infinitas secuencias de primos en porgresión aritmética de longitud arbitraria.

Saludos.

03 Julio, 2025, 04:31 pm
Respuesta #5

feriva

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Hola

Tenemos que 2c-k es par, y es la distancia entre el segundo y el primer primo. La conjetura de Polignac implica ésta (si no me he equivocado por ahí; que estoy con un reuma de abuelo que no puedo ni andar. así que es muy posible que me haya equivocado en subíndice, un signo...)

La conjetura de Polignac dice que dado cualquier par \( n \) existen infinitos primos consecutivos \( (p_k,p_{k+1}) \) a diferencia \( n \): \( p_{k+1}-p_k=n \).

Pero no veo como de ahí se puede deducir la conjetura que enuncia Pie, que involucra a TRES primos consecutivos.


Sí, yo mismo no lo veía claro (de hecho estaba esperando que pasaras para ver qué decías)

Gracias. Luis.

03 Julio, 2025, 08:11 pm
Respuesta #6

Norges Grey Pérez

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Hola.

Felicitaciones a Pie por motivaese a compartir su conjetura.

Creo que algo grande puede salir de aguí si varios se animan a conjeturar.

Y si así fuera me sentiría feliz.

Gracias.

03 Julio, 2025, 08:17 pm
Respuesta #7

Pie

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Gracias manooooh, Juan Pablo, feriva, Luis, Norges.. Voy a mirarme los enlaces de Luis a ver si me entero de un poco más, la verdad que hace un montón que no miro sobre estas cosas (es curioso porque empecé a interesarme por las matemáticas por este tipo de conjeturas, etc.. pero hace un montón que no leo nada sobre el tema y lo que recuerdo lo tengo medio oxidado.. :laugh:)

De momento solo aclarar sobre esto:

Hola

No sé si me pierdo de algo, pero basta calcular algunos valores para ver que la conjetura es falsa.

Por ejemplo, sea \( n=3 \) y \( p_3 \) el tercer número primo. Entonces:

\( p_3=5 \)
\( p_4=7 \)
\( p_5=11 \)

\( f(3)=2p_4-(p_3+p_5) \)
\( f(3)=14-(5+11)=-2\neq0 \)

Ahí está. Igualmente me parece raro que llamemos \( f(n) \) una función, ya que una vez fijado \( n \) se trata de una función constante, en este caso dio \( -2 \) por lo que no tiene raíces (ceros).

Saludos

No estoy muy seguro de qué quieres decir. Si fijas los valores claro da una constante, como en cualquier función, no? :laugh:

De todos modos era solo una forma de expresarlo, podría haber dicho sucesión en vez de función (igual habría sido más preciso :laugh:), o que la ecuación \( 2p_{n+1} - (p_n + p_{n+2}) = 0 \) tiene infinitas soluciones, o (como decia Luis) que hay infinitas tripletas \( (p_n, p_{n+1},p_{n+2}) \) en progresión aritmética, etc.. Vaya, que no es una de esas conjeturas que se pueda refutar con un contraejemplo numérico, ya que no se afirma que siempre tenga que obtenerse alguno en concreto..

Saludos.
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04 Julio, 2025, 01:09 am
Respuesta #8

Richard R Richard

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Conjetura: Sea \( p_n \) el enésimo número primo, la función \( f(n) = 2p_{n+1} - (p_n + p_{n+2}) \) tiene infinitos ceros.


Es una mezcla de conjeturas  si hay un cero, se cumple que la diferencia  $$p_{n+1}-p_n=p_{n+2}-p_{n+1}$$  es decir que debe haber dos gaps seguidos iguales en tamaño, para cualquier tamaño.
Gaps de ese estilo se dan por ejemplo antes y después de los factoriales o primoriales de algún número $$m$$, y de sus múltiplos habiendo infinitos múltiplos es posible que en algún caso  para ese número $$k$$ ,el número anterior $$k-1$$ o  el posterior $$k+1$$ al  (no ambos a la vez, sino habría primos gemelos)  uno sea primo , entonces por encima y por debajo de ese primo el gap puede ser tan grande como se quiera y es muy probable puedan coincidir en tamaño, aunque no siempre coinciden.

Diría que es cierta
Yo opino lo mismo sobre cualquiera que fije distancia entre primos, sean entre $$2 , 3 , n,$$... si aumenta $$n$$ son mas dispersos, pero entre infinita cantidad, siempre habrá infinitos, cualquier duda a la veracidad, la basan en que la densidad de primos disminuye, disminuye si claro, pero nunca será nula, demostrado está.

lo que si es que los tripletes no suceden para cualquier distancia $$2n$$ , sino que $$3,5,7$$  debe ser el único triplete (no lo he probado, pero se ve enseguida, (sería buena conjetura, pero ya se que no lo es)), el resto están separados a distancia $$6n$$  ya que los primos son de la forma $$6k+1$$ o $$6k-1$$ , su diferencia de apares puede ser distinta de múltiplo de 6, pero la diferencia igual entre tres seguidos si obliga a que el triplete tenga diferencia múltiplo de 6 , así que no hay tripletes a distancia par que no sea múltiplo de 6, es decir a distancia $$4,8,10,14,16...$$.

Lo puedes ver en esta muestra

Primer triplete de Gap tamaño 2 es [3,5,7]

Primer triplete de Gap tamaño  6 es [ 47 , 53 , 59 ]
Primer triplete de Gap tamaño  12 es [ 199 , 211 , 223 ]
Primer triplete de Gap tamaño  24 es [ 16763 , 16787 , 16811 ]
Primer triplete de Gap tamaño  18 es [ 20183 , 20201 , 20219 ]
Primer triplete de Gap tamaño  30 es [ 69593 , 69623 , 69653 ]
Primer triplete de Gap tamaño  42 es [ 247099 , 247141 , 247183 ]
Primer triplete de Gap tamaño  36 es [ 255767 , 255803 , 255839 ]
Primer triplete de Gap tamaño  48 es [ 3565931 , 3565979 , 3566027 ]
Primer triplete de Gap tamaño  60 es [ 4911251 , 4911311 , 4911371 ]
Primer triplete de Gap tamaño  54 es [ 6314393 , 6314447 , 6314501 ]
Primer triplete de Gap tamaño  66 es [ 12012677 , 12012743 , 12012809 ]
Primer triplete de Gap tamaño  72 es [ 23346737 , 23346809 , 23346881 ]
Primer triplete de Gap tamaño  84 es [ 34346203 , 34346287 , 34346371 ]
Primer triplete de Gap tamaño  90 es [ 36598517 , 36598607 , 36598697 ]
Primer triplete de Gap tamaño  78 es [ 43607351 , 43607429 , 43607507 ]
Primer triplete de Gap tamaño  96 es [ 51041957 , 51042053 , 51042149 ]
Primer triplete de Gap tamaño  144 es [ 383204539 , 383204683 , 383204827 ]
Primer triplete de Gap tamaño  102 es [ 460475467 , 460475569 , 460475671 ]
Primer triplete de Gap tamaño  120 es [ 530324329 , 530324449 , 530324569 ]
Primer triplete de Gap tamaño  108 es [ 652576321 , 652576429 , 652576537 ]
Primer triplete de Gap tamaño  114 es [ 742585183 , 742585297 , 742585411 ]
Primer triplete de Gap tamaño  126 es [ 807620651 , 807620777 , 807620903 ]


codigo
Código: [Seleccionar]
import math as m
import sympy as s
ante=3
ul=5
p=7
ns=[2]
for n in range(3,10000000000):
   impar=2*n+1
   if s.isprime(impar):
      if impar-ul==ul-ante:
         if impar-ul not in ns:
            ns.append(impar-ul)
            print ("Primer triplete de Gap tamaño ",impar-ul, "es [",ante,",",ul,",",impar,"]")
      ante=ul
      ul=impar
[cerrar]

Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

04 Julio, 2025, 05:11 am
Respuesta #9

Pie

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Gracias Richard! Yo solo probé con unos miles de primos en el wolfram..:laugh: Aunque no miré los gaps, solo si daban o no ceros. Me ha resultado curioso que algunos gaps más pequeños tarden más en salir, aunque esto también pasa con los gaps entre primos en general (si no recuerdo mal el \( 14 \) salia incluso antes que el \( 10 \)  :laugh:)

Y sí, exceptuando la tripleta \( (3,5,7) \) el resto de gaps tienen que ser múltiplos de \( 6 \), ya que para el resto tiene que aparecer un múltiplo de \( 3 \)..

Saludos.
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