Autor Tema: Demostración elemental del postulado de Bertrand

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07 Junio, 2014, 11:53 am
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feriva

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Ésta es una demostración elemental del Postulado de Bertrand, el cual afirma que entre un número 
\( n>1 \) y el doble de este número,  \( 2n \), existe al menos un primo.


 

LEMA 1:

Sea la sucesión

\( {\color{blue}0},1,2...\,\,\,{\color{blue}n}\,\,\,,n+1,n+2...{\color{blue}2n} \)

Todos los divisores propios de los números compuestos contenidos en  \( (n,2n) \) están contenidos en el intervalo \( (0,n) \).

  DEMOSTRACIÓN:

 \( \forall a\in(n,2n):\, a/a\cancel{|}n+k;\,\,k=0,1,2,3...n;\,\,\,n+k\neq{a} \)

Por lo que los divisores propios de dichos elementos sólo pueden estar contenidos en \( (0,n) \).

 Detallado en el spoiler

Spoiler

 El cociente entre los dos extremos es \( \dfrac{2n}{n}=2 \), por lo que cualquier número mayor que “n” ya no divide a 2n ni a ningún otro número menor que 2n; sólo puede dividir (dividirse) a sí mismo en ese intervalo. Luego todos los divisores propios de los números contenidos en  \( (n,2n) \) se hallan necesariamente contenidos en  \( (0,n) \)

 
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LEMA 2:

 Todo número compuesto tiene al menos un divisor propio distinto de los divisores propios que tienen todos los demás números compuestos (en el intervalo (n,2n) )

 DEMOSTRACIÓN:

   Por demostrar



Spoiler

Condicionado a la demostración del lema anterior.

COROLARIO:

 Como consecuencia de los lemas anteriores, se puede establecer una biyección entre todos los números compuestos contenidos en  \( (n,2n) \) y todos o algunos de sus divisores propios; los cuales, como se ha apuntado, se hallan contenidos en \( (0,n) \).
Dicho de otra manera, en \( (0,n) \)  existen al menos tantos divisores propios como números compuestos hay en  \( (n,2n) \).


POSTULADO DE BERTRAND; DEMOSTRACIÓN:

Supongamos que todos los números del intervalo \( (n,2n) \) son compuestos.

 Es claro que la cantidad de elementos contenidos en \( (0,n) \) es igual a la cantidad de elementos contenidos \( (n,2n) \).

Entonces, como ocurre que \( 1\in(0,n) \) y 1 no es divisor propio de ningún número, al establecer la biyección de todos los elementos de \( (0,n) \) con todos los elementos pertenecientes a  \( (n,2n) \), el 1 quedará correspondido con algún compuesto, lo que implica que en \( (0,n) \) haya menos divisores propios que compuestos en el otro intervalo; lo cual contradice el corolario y los lemas anteriores.
Tiene que existir al menos un primo en  \( (n,2n) \) para poder ser biyectado con el 1 y para que, así, la cantidad de divisores propios sea al menos igual a la cantidad de compuestos. La hipótesis de que todos los elementos de \( (n,2n) \) pueden ser compuestos resulta falsa.
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10 Junio, 2014, 09:07 pm
Respuesta #1

feriva

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 *Nota

Spoiler

Me acabo de acordar de que ya me equivoqué en esto (en el lema 2 de la entrada principal del hilo) y salí de mi error en aquel día (he vuelto a tropezar en la misma piedra porque, como me dedico a pensar en esto muy intermitentemente, después no me acuerdo de las cosas que voy deduciendo mal).

En este post

http://rinconmatematico.com/foros/index.php?topic=68403.msg273352#msg273352

decía...

Citar
  “Ciertamente no  es verdad que dado un conjunto de compuestos naturales todos tengan un divisor

propio distinto; basta con un contraejemplo para verlo:

\( 4,6,9 \)”


Sin embargo, eso sí que es cierto restringido al intervalo \( (n,2n) \); lo puedo afirmar basándome en que lo que intento demostrar de forma elemental —el postulado de Bertrand— ya está demostrado y sé que es cierto; y lo puedo hacer uniendo esta certeza a una muy simple demostración que añado (como os podéis imaginar, lo que pretenderé a partir de aquí es conseguir afirmar lo mismo pero sin basarme en que conozco “ el final de la película” para poder demostrar el postulado de forma elemental; cosa en que este preciso instante no sé todavía si lograré).   

[cerrar]

 LEMA 3

Todos los números, excepto el 1, contenidos en el intervalo \( (0,n) \) son divisores propios de al menos un número contenido en el intervalo \( (n,2n) \).

 Si empezamos por tomar el elemento \( n-1 \) tenemos

\( n-1<n\Rightarrow2(n-1)<2n\Rightarrow \)


\( con\,\,\, i=1,2,3...;\,\,\,\,2(n-i)\in(0,n)\vee2(n-i)\in(n,2n) \)


\( si\,\,\,2(n-i)\in(0,n)\Rightarrow2(n-i)<n\Rightarrow2\cdot2(n-i)<2n\Rightarrow \)


\( 2\cdot2(n-i)\in(0,n)\vee(n,2n)... \)...

Y así sucesivamente. Si “n” es par, ocurre que llegamos a un \( n-i \) que al ser multiplicado por 2 es exactamente igual a \( n \), pero ese número multiplicado por  un número una unidad mayor, en este caso 3, no puede ser mayor que \( 2n \) y entra en el intervalo \( (n,2n) \).
 
 Lo mismo ocurre cuando encontramos números que necesitan ser multiplicados por \( 2^b \) (donde b=1,2,3...) para que el número resultante pertenezca a \( (n,2n) \), podemos llegar a un número que multiplicado por \( 2^b \) sea exactamente \( n \), pero multiplicado por \( 2^b+1 \) entrará en el intervalo dicho. Es decir:

\( 2^b a=n \)

\( (2^b+1)a=2^b a+a \)

\( como\,\, a<n\wedge2^{b}a=n\Rightarrow(2^{b}+1)a<2n \)

Luego ese procedimiento recurrente permite afirmar:

\( \forall a\in(0,n)\exists b;\,\, b\in\mathbb{N}:\,\,2^{b}a\in(n,2n)\vee2^{b}a=n \)

\( si\,\,2^{b}a=n:\,\,2^{b}a+1\in(n,2n) \)

Por lo que todos los números, excepto el 1, contenidos en el intervalo \( (0,n) \) son divisores propios de al menos un número contenido en el intervalo \( (n,2n) \).

Detallado:

Spoiler
Es decir, con esas desigualdades de arriba se demuestra que cualquier número que se tome en \( (0,n) \) al ser multiplicado por 2, o bien por cuatro, o bien por 8... según los casos, dan como resultado un número que pertenece a \( (n,2n) \) o bien es igual a \( 2n \), con lo que, en ese último caso, al ser multiplicado por \( 2^b+1 \), donde "b" puede ser 1,2,3... entrará con seguridad en  \( (n,2n) \).

 Luego cualquier número que se tome de \( (0,n) \), multiplicado por algún otro número (no sólo por algún múltiplo de 2) da lugar a un compuesto de \( (n,2n) \) y esto implica, como es obvio, que cualquier número del intervalo \( (0,n) \), excepto el 1, es divisor propio de algún número de \( (2,n) \) (del que sea o los que sean, pero de alguno al menos).

 Como todos estos números  del intervalo \( (0,n) \) son distintos y todos pueden ser divisores propios —excepto el 1—, a los compuestos del otro intervalo, excepto a uno de ellos, se les podrá asignar un divisor propio distinto; es decir, para asegurar la biyección sólo nos falta relacionar un compuesto.

 Dado que, por el postulado de Bertrand, en el intervalo  \( (n,2n) \) existe al menos un primo, tenemos al menos un compuesto de menos en cuanto a la cantidad máxima de compuestos que podemos considerar en dicho intervalo, y así se puede asegurar que a cada compuesto distinto de los pertenecientes a \( (n,2n) \) se le puede asignar al menos un divisor propio distinto en cuanto a la cantidad total de divisores propios que tienen esos compuestos; es decir, a partir de aquí se sabe que hay al menos tantos divisores propios distintos como compuestos distintos (respecto de los intervalos considerados según se ha venido explicando).   

 Como decía más arriba, lo que pretendo es afirmar esto mismo sin apoyarme en el postulado para demostrar el propio postulado; pero por lo menos, de momento, ya sé de antemano que es cierto el lema 2 que pretendo demostrar. Una vez que lo haya demostrado sin apoyarme en el postulado (si lo consiguiera) quedará demostrado el postulado a tenor de lo ya  dicho en el primer mensaje del hilo.

*Era necesario, antes de nada, demostrar este lema. Yo había demostrado que todos los divisores propios de los compuesto que hay en \( (n,2n) \) están en \( (0,n) \), y también había afirmado, porque es obvio, que en ambos intervalos hay la misma cantidad de elementos. También es obvio que todos los elementos son distintos en ambos intervalos.
Sin embargo, todo eso no implica necesariamente que todos los elementos \( (0,n) \), excepto el 1, sean divisores propios de algún compuesto contenido en \( (n,2n) \); en principio, alguno podría serlo sólo de números más grandes que 2n. 



 
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20 Julio, 2014, 11:49 am
Respuesta #2

Víctor Luis

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Buenos Días...

En mi escaso conocimiento, es de suponer que el Postulado de Bertrand se cumple desde \( (1, 2n) \) donde "n" es el último termino de la primera mitad \( (1, n) \) y la segunda mitad seria \( (n+1, 2n) \)

\( (1, n) \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\} \)
\( (n+1, 2n) \{11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20\} \)

• Ahora bien, \( n=10 \) solo sera divisor de un termino en este caso 20 y 2 será divisor de 9 terminos \( (4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) \)
→Para cualquier valor de "n" hacia "2n" siempre será divisor de un termino, que es el ultimo "2n".


• A lo que voy, es que si movemos la sucesión donde 2n=40 y n=30 iniciando desde 20 hasta 40, el termino inicial 20 seria el único que será divisor, en este caso de 40.
→A eso me referia, que necesariamente el primer termino debe considerarse desde 1, donde para cualquier "n" hasta el doble "2n" "n" será divisor de un termino y hasta "3n" será divisor de 2 términos.

☼ Espero equivocarme y Felicito la explicación clara que se da sobre este postulado.

Saludos...

20 Julio, 2014, 01:46 pm
Respuesta #3

feriva

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→A eso me referia, que necesariamente el primer termino debe considerarse desde 1



 Hola, Víctor. En primer lugar muchas gracias por interesarte por mis cosas; pero, ¡CUIDADO!, cometo muchos errores, a veces hago las rectificaciones necesarias y otras no, porque se me olvida hacerlas o porque no he visto los errores.

  En cuanto a lo otro. Existen intervalos abiertos y cerrados y se expresan mediante los paréntesis y los corchetes; cuando en matemáticas se escribe, por ejemplo,  (5,6) se está diciendo que en ese intervalo no llega a entrar el cinco ni el 6; si fueran números reales a lo que nos estuviéramos refiriendo, a ese intervalo pertenecería el número 5,000... con alguna cifra distinta de cero por ahí detrás de los puntos suspensivos (siendo entonces por eso un poquitín mayor que 5 el valor)  pero el cinco no entraría, se quedaría fuera por pequeño. Tampoco entraría el 6, entraría cualquier valor un poquitín menor que 6, como 5,999..., el 6 se quedaría fuera por grande.

 Y si entendemos solo números naturales en orden de menor a mayor, (5,6) quiere decir el número 4, es el único que está ahí dentro; con otro ejemplo: aquí (2,6) están los números 3,4,5 y ninguno más. Si  se escribe esto, en cambio, [2,6] entonces se están considerando el intervalo cerrado por los dos lados y entran los números 2,3,4,5,6.

 Entonces, en (0,n) entran desde 1 hasta n-1, si de lo que hablamos es de la sucesión de números naturales en fila india.

 El postulado de Bertrand está demostrado de distintas maneras —no por mí en este post— y tiene un enunciado sencillo, lo puedes buscar en Internet, pero vamos a verlo con varios ejemplos:

\( 2,3,4 \)

 Vemos que entre 2 (éste sería “n”) y el doble de 2, que es 4 (éste sería 2n) existe el 3, que es primo.

\( 3,4,5,6 \)

 Vemos que entre 3 y el doble de 3, o sea, seis, entra el primo 5, luego existe un primo entre medias.


\( 4,5,6,7,8 \)

Vemos que entre 4 y 8 existen los primos 5 y 7, luego entra al menos un primo (en este caso entran dos)

 Bertrand conjeturó que esto se cumplía siempre para cualquier “n” igual o mayor que 2, pero no lo pudo demostrar, se demostró muchos años después.

Este postulado es muy importante en cuanto a la conjetura de Goldbach, ya que, si no se cumpliera, tampoco se podría cumplir la conjetura; ahora bien, esto no quiere decir lo contrario, que se cumpla el postulado es una condición necesaria para que se cumpla la conjetura, pero no suficiente. 

Algunos aficionados, al no estar informados sobre la existencia de este postulado, llegan a pensar que la conjetura no se cumple en el infinito porque los primos se separan mucho (y no tan aficionados, conozco a un físico, hermano de un amigo mío, que lo creía así).

 También he conocido otros que pensaban que no puede cumplirse porque existen infinitos compuestos consecutivos, sin que haya ningún primo en medio: \(  n!+2,\,n!+3,\,n!+4... \)

Pero que existan infinitos compuestos consecutivos no implica que “más allá del infinito” no existan primos.

 El asunto, como ves, es profundo, no entra en la cabeza que después de una sucesión de números compuestos que por definición no acaban nunca, jamás, aparezca un primo o los que sean; ¿si no acaban nunca, dónde se colocan esos primos, cómo pueden existir?

Pero lo cierto es que, si se mira de otro modo, lo que se ve claro es que tienen que aparecer primos y lo que cuesta creer es que pueda haber infinitos compuestos todos seguidos; y, no obstante, ambas cosas son ciertas. ¿Es cierta la conjetura de Goldbach —ya sea la fuerte o la débil, que sí está demostrada— en sentido absoluto, es decir, a tenor de una lógica clásica? 

 Un cordial saludo.

21 Julio, 2014, 03:37 am
Respuesta #4

Víctor Luis

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EXCELENTE EXPLICACION !!!

Un conocimiento mas claro en mi aún vacio depósito del saber matemático, eso de los "( )" y "[ ]" no lo sabía... eres un gran maestro.

• Sobre el Postulado de Bertran, decía con mi vocabulario que "es lógico" sinónimo de: "es de suponer", "es igual que 2+2=4" y demas.
Donde al duplicar un "límite" dado para "n" que es "2n" se amplian las posibilidades de que aparezca al menos un primo.

• Pero me hizo pensar en los análisis que hice, donde pude observar que hay algunos sectores donde encotramos pocos primos, en otros sectores hay mas primos y en el resto una cantidad variable.

Ejemplos:

* Entre 250 y el doble que sería 500:
→Estimo que hay 56 números base que pueden ser primos, donde en realidad hay 42 primos (75%)

* Entre 500 y el doble que sería 1.000:
→Estimo que hay 120 números base, habiendo 73 primos (60,8%)

* Entre 1.000 y el doble que sería 2.000:
→Estimo hay 256 números base, habiendo 135 primos (52,7%)

* Entre 5.000 y el doble que sería 10.000:
→Estimo 1.320 números base, habiendo 560 primos (42,4%)

* Entre 50.000 y el doble que sería 100.000:
→Estimo 13.312 números base, habiendo 4.459 primos (33,5%)

* Entre 500.000 y el doble que sería 1.000.000 :
→Estimo 133.304 números base, habiendo 33.960 primos (27,7%)

• El porcentaje que indico, corresponde a la cantidad de primos que en realidad existen respecto a la cantidad de números base que calculo habrían en el rango.

• Ahora, en mi modo de pensar, veo que este porcentaje va descendiendo y me hace suponer que llegará a un punto donde el porcentaje será <0 menor a cero, donde para el doble de "n" en unos casos habrá un primo y en otros no; y si avanzamos mas allá, se dará el caso de no encontrar un primo en el doble de "n".

• En una oportunidad, eso me hizo suponer, que determinar ese punto, donde no habrían primos en un rango, donde este rango es de "n" a "2n", de modo que sería importante, pensé que desde este punto habría una proporcionalidad hacia el siguiente punto de ausencia de primos, que indique en qué sectores encontrar primos, pues como te mencioné, hay sectores generadores de primos relacionados con los grupos origen, en otras palabras, en algunos grupos origen se encuentran mas numeros primos que en los demás y su opuesto, es que en algunos grupos origen, hay pocos números primos por existir muchos numeros base multiplos.

○ Se que debo estar equivocado en mi pensamiento; pero una análisis pendiente mas, será hacer un programa que evalue esto, al poder hacer facilmente hasta numeros de 19 digitos.

Saludos...

21 Julio, 2014, 02:39 pm
Respuesta #5

feriva

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EXCELENTE EXPLICACION !!!

Un conocimiento mas claro en mi aún vacio depósito del saber matemático, eso de los "( )" y "[ ]" no lo sabía... eres un gran maestro.


Gracias, Víctor, pero no llego a maestro, ni grande ni pequeño; soy el auténtico maestro ciruela, que no sabía leer —y en este caso además ve poco y se equivoca mucho— y daba escuela :D
 Lo que sé, lo sé explicar, pero yo creo que eso le pasa a todo el mundo; y por otra parte, como sé muy poco, es poca la cantidad de cosas que puedo explicar.

  En cuanto a lo otro subyace también un poco una cuestión de lógica; o una cuestión de fijarse en los conceptos. Una cosa es el porcentaje y otra la cantidad de primos que entran.

Entre 2 y 4 existe sólo el 3, luego hay un 100% de primos, todos los que hay entre medias —que sólo es el 3— son primos.

 Entre 100 y 1000  hay  899 números y existen 143 primos, por tanto, si restamos, hay 756 compuestos en ese intervalo; el porcentaje de primos es, evidentemente —sin hacer cuentas—  bastante menor que antes; sin embargo, antes sólo había un primo y ahora hay 143; una cosa es la densidad de primos y otra la cantidad.

El hecho de que tomando un intervalo muy grande la densidad de primos tienda a cero no quiere decir, ni mucho menos, que haya menos primos que entre 2 y 4; de hecho está demostrado que hay muchísimos; es más, si tomamos un intervalo (n,2n) “casi infinito”, enorme, la cantidad de primos también será “casi infinita”, aunque será muchísimo menor en comparación; en comparación con una cantidad mucho más grande, la de los números que hay en el intervalo. El número de compuestos entre (n,2n) puede ser infinito, pero infinito no es sinónimo de “todos” los números que hay en (n,2n) es sinónimo de que no se terminan nunca. Claro que si intentamos imaginar o visualizar, de golpe, el intervalo acotado por cada lado, tal cosa no entra en cabeza humana; pero eso no nos debe preocupar, porque nadie intenta desvelar el secreto de ese misterio, sino si hay primos o si no hay primos, y ya está demostrado que los hay.

Un cordial saludo.


22 Julio, 2014, 12:13 am
Respuesta #6

Víctor Luis

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Hola Maestro...


Creo que no me hice entender, mas sobre lo que indicas:
Citar
Entre 100 y 1000  hay  899 números y existen 143 primos, por tanto, si restamos, hay 756 compuestos en ese intervalo; el porcentaje de primos es, evidentemente —sin hacer cuentas—  bastante menor que antes; sin embargo, antes sólo había un primo y ahora hay 143; una cosa es la densidad de primos y otra la cantidad.

• Evidentemente entre 100 y 1000 hay 143 números primos.
101      293      521      757
103      307      523      761
107      311      541      769
109      313      547      773
113      317      557      787
127      331      563      797
131      337      569      809
137      347      571      811
139      349      577      821
149      353      587      823
151      359      593      827
157      367      599      829
163      373      601      839
167      379      607      853
173      383      613      857
179      389      617      859
181      397      619      863
191      401      631      877
193      409      641      881
197      419      643      883
199      421      647      887
211      431      653      907
223      433      659      911
227      439      661      919
229      443      673      929
233      449      677      937
239      457      683      941
241      461      691      947
251      463      701      953
257      467      709      967
263      479      719      971
269      487      727      977
271      491      733      983
277      499      739      991
281      503      743      997
283      509      751      

• Pero en mi caso entre 100 y 1000 hay "220" números base de los cuales "143" son números primos y entre estas cantidades fue que saque el "porcentaje", en este caso habría un 65% de primos.

* Regla de tres: Si 220 es el 100%, cual es el porcentaje de 143 ?

\( 220 \longmapsto {100\%} \)
\( 143 \longmapsto {x \%} \)

\( \frac{143 * 100}{220} = 65 \% \)

→ Espero que ahora me haya echo comprender, pues no considero como existentes los 899 números, sino 220 números base donde hay 143 primos, que restando 77 son números base multiplos ó pseudoprimos.


Saludos...

22 Julio, 2014, 01:58 am
Respuesta #7

feriva

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→ Espero que ahora me haya echo comprender, pues no considero como existentes los 899 números, sino 220 números base donde hay 143 primos, que restando 77 son números base multiplos ó pseudoprimos.


Saludos...


Hola, Víctor.

Bien, de acuerdo. Pero independientemente del porcentaje de tus números base, existen al menos tres demostraciones aceptadas como correctas del postulado de Bertrand, así que siempre encontraremos primos entre “n” y “2n” siendo “n” igual o mayor que dos. Es más, está demostrado que si n=8 o mayor, entran como poco 2, y cada vez van entrando más en la medida que “n” es más grande. Puedes darlo por hecho; puedes fiarte, si tuviera alguna pega, ya has visto cómo se las gastan los matemáticos, no hubieran admitido esas pruebas.

  Yo no me sé las demostraciones, hasta la más sencilla es algo liosa, pero si quieres convencerte un poco, aunque no sea una prueba formal, atiende a mi planteamiento.

 \( {\color{red}0},1,2,3,4,5,6,7,8,9,{\color{red}10},11,12,13,14,15,16,17,18,19,{\color{red}20} \)

(es un caso particular pero pensémoslo más en general).

 La cantidad de números que hay a un lado y a otro entre los números rojos es igual y va a ser igual con cualquier número 2n que tomemos (en este caso con 2n=20, tenemos 9 números a cada lado)

Todos los múltiplos de 2 que hay en 2n, todos, se obtienen multiplicando los primeros números, empezando por la derecha, de (0,n): en este caso \( 2\cdot9=18;\,2\cdot8=16... \) etc.

Al multiplicar por 2 nos aparecen los pares de (n,2n) que son la mitad o la mitad menos uno de los números que hay en (n,2n); que sean la mitad o la mitad menos uno depende de si “n” es impar o no.

 Luego al hacer eso ya hemos ocupado unos lugares con compuestos (los múltiplos de 2) en dicho intervalo; nos quedan por ocupar cinco lugares (no importa dónde estén, importa que vamos gastando lugares, rellenándolos).

 Estamos suponiendo que todos son compuestos, luego en ese caso se tendrían que poder “tapar” todos esos lugares multiplicando por los primos siguientes.

 Así, buscamos el números más grande de (0,n) que multiplicado por 3 no es mayor que 2n, y repetimos multiplicando de derecha a izquierda hasta llegar a un número que multiplicado por 3 se queda pequeño; o sea, que es igual o menor que “n”.

 Pero va a ocurrir que, al hacer eso, tengamos que multiplicar algún par, y los pares ya están todos colocados en su lugar, no hay más pares en (n,2n); así que ese número será múltiplo de 3 y de 2 y no cubrirá ningún lugar.

 Luego, haré lo mismo multiplicando por 5, pero todos los números que multiplique, y que sean pares o múltiplos de 3 o ambas cosas, ya no ocupan lugar; entonces, los lugares que hubieran quedado vacíos al haber multiplicado por tres los números pares, no los va a tapar ninguno de los productos nuevos (no repetidos) que obtenga con el 5; porque son lugares que, según su distancia a 2n, tienen que ser múltiplos de 2 o de 3 o de nadie (los lugares están claramente relacionados con la multiplicidad de los primos).

Y si ahora sigo el procedimiento con el siguiente primo, 7, los múltiplos de 2, de 3 y de 5 que me salgan, ya están colocados, están repetidos; y los nuevos múltiplos de 7, si los hubiera, no subsanan los lugares vacíos por la misma razón que antes; no pueden ir colocados ahí.

Entonces, como necesito cubrir esos lugares con compuestos —porque estoy suponiendo que todos son compuestos en (n,2n)— tengo que seguir multiplicando por 11, por 13, por 17... hasta dar con un primo que multiplicado por 1 es demasiado grande o bien directamente entra como primo en (n,2n). Pero ¿qué pasa si fuera demasiado grande? Pasa que el 1 es el último número que necesito multiplicar por otro número para ocupar el último lugar vacío de (n,2n) y si no es un primo será un compuesto. Pero los compuestos de otros primos ya están todos utilizados y todos han cubierto su sitio; la cuestión está en que estamos usando el 1, y si multiplico 1 por un compuesto, sea como sea, aunque sea el cuadrado o el cubo de un primo o lo que sea, ése ya ha salido en la criba, el procedimiento obliga a ello. Y un primo que se quedara corto tampoco puede ser, porque entonces no cubre el último lugar, deja un vacío. 

 Los lugares vacíos —que se producen al repetirse los distintos números al multiplicar— no los pueden tapar los compuestos siguientes si vamos obteniendo los compuestos de esta manera; pero tiene que existir alguien en esos lugares, y sólo pueden ser los primos, porque no hay otros.

 Supongamos que no hay repeticiones; al llegar al 1 tendríamos que multiplicar por un primo para completar el último lugar en (n,2n); si multiplicamos por un compuesto hay repetición en contra de la hipótesis hecha, si multiplicamos por un primo que se queda corto o se sale... queda un lugar vacío.

 Ya digo que esto no es un demostración —a no ser que alguien más la “viera”— pero para mí me sirve para convencerme plenamente, apoyándome también en que sé que existen demostraciones sí aceptadas. Siempre va a existir al menos un primo entre “n” y “2n” para “n” mayor que 1.

Un cordial saludo.

22 Julio, 2014, 05:12 am
Respuesta #8

Víctor Luis

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Muy Bien Comprendido Maestro...


• No voy a insistir mas en esto y tampoco decir algo como que el Postulado no sea cierto, pues ya esta demostrado y lo mas importante, tu estas convencido de ello que lo comprendes mejor, con el envidiable conocimiento que tienes y espero tener un día.

• Pero sembraste la semillita de la curiosidad y no por ser terco o "contreras" como se dice aquí... pero voy a intentar buscar un rango entre "n" y "2n" donde no haya un primo, buscaré en los sectores carentes de primos y te comento mis resultados.

○ Para terminar preguntaría: En el supuesto que exista un rango entre "n" y "2n" donde no se de ningún primo ? Qué importancia tendría esto? ó En qué afecta a lo que se sabe de los números primos?

Saludos Amigo...

22 Julio, 2014, 08:01 pm
Respuesta #9

feriva

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Hola, Victor, buenas tardes desde aquí.
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con el envidiable conocimiento que tienes y espero tener un día.

Lo que yo pueda saber que no sepas tú, lo aprendes en cuatro días, mejor aspira a saber lo que cualquier otro miembro del foro :)



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• Pero sembraste la semillita de la curiosidad y no por ser terco o "contreras" como se dice aquí... pero voy a intentar buscar un rango entre "n" y "2n" donde no haya un primo, buscaré en los sectores carentes de primos y te comento mis resultados.

 Está muy bien ser cabezota para estas cosas, además así, a lo mejor, demuestras el teorema de otra forma más sencilla; las cosas se demuestran normalmente de esa manera, suponiendo que son lo contrario de lo que son.

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○ Para terminar preguntaría: En el supuesto que exista un rango entre "n" y "2n" donde no se de ningún primo ? Qué importancia tendría esto? ó En qué afecta a lo que se sabe de los números primos?

 Sería dramático, los matemáticos empezarían a dudar de todo y se volverían locos; pero eso no va a pasar. Si eso sucediese, creo no se estarían considerando números naturales, sino números de divisibilidad indefinida.

Pero se me ha ocurrido una forma mucho más sencilla e interesante de explicarlo; aunque siga sin suponer ninguna demostración (intenta demostrar que puede fallar como primera piedra de toque para poder demostrar que no siempre existen primos en (n,2n) ).

Spoiler

\( 0,1,2,3,4,{\color{red}5},(),(),(),(),{\color{red}10} \)

\( 2({\color{red}5}-1)=8 \)

\( 2({\color{red}5}-2)=6 \)

\( 2({\color{red}5}-3)=4;pero\,\,4<5 \)

Obtengo así, multiplicando por el primer primo, los números 8 y 6, y relleno los paréntesis según me salen los números obtenidos colocándolos detrás del 10.:

\( 0,1,2,3,4,{\color{red}5},(),(),(6),(8),{\color{red}10} \)

Como me faltan dos compuestos, busco el mayor número de (0,5) que multiplicado por el siguiente primo es menor que 10.


\( 3({\color{red}5}-2)=9 \)

\( 3({\color{red}5}-3)=6 \)

\( 3({\color{red}5}-4)=3;\, pero\,\,3<5 \)

Y relleno siguiendo antes, según me salen e incluyendo el número repetido

\( 0,1,2,3,4,{\color{red}5},(6),(9),(6),(8),{\color{red}10} \)

Ya no caben más compuestos. El primo máximo es 3, porque el siguiente, 5, multiplicado por el primo más pequeño, 2, da 10, que es 2n.

Ahí, para ordenarlos todos estrictamente, sobra un número, el 6, y falta un número que no puede ser compuesto; tendría que ser un número compuesto por 5 u otro primo mayor, pero el primo máximo es el 3.

Para que no apareciera ninguna repetición (en general, para cualquier 2n) sólo podría haber un múltiplo de 3 y éste no podría ser múltiplo de 2, ya que, si multiplicamos tan sólo dos números consecutivos por 3, uno de ellos es múltiplo de 2 seguro. Y esto no sólo pasa con el 3, va pasando con todos...

 Pruébalo con más números, obsérvalo  y dime si todavía intuyes que puede haber sólo compuestos en algún intervalo (n,2n) 


 
[cerrar]

Otra cosa, ya he visto que el_ manco ha analizado tu idea; a ver si te decides a decirle cuáles son los primos origen, hombre, aunque sea en privado, que no se los va a quedar para él.

Un cordial saludo.