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定理証明済み

陳の定理(「1+2」)

内容

十分大きいすべての偶数 NN は N=p+qN = p + q と書ける。ここで pp は素数であり、qq は素数であるか、ちょうど二つの素数の積(q=q1q2q = q_1q_2、半素数、しばしば P2P_2 と書かれる)である。

なぜ正しいのか?

ゴールドバッハ予想は NN が二つの素数の和であることを求めるが、古典的な篩の手法は「パリティ問題」のために素数を直接検出できない——単純な篩では素因数の個数が奇数の数と偶数の数を区別できない。陳の洞察は、目標をちょうど十分な分だけ緩める——第二の加数が素因数をちょうど1個ではなく高々2個持つことを許す——ことで、巧みに重み付けされた篩と、二つの異なる篩問題の間を「切り替える」技法を組み合わせれば、正の個数まで押し進められるというものだった。この結果は、ゴールドバッハ予想に対して知られている中で最も近い無条件のアプローチであり、素因数一つ分だけ届かない。

証明の概略

数列 A={N−p:p prime,p≤N}\mathcal{A}=\{N-p : p \text{ prime}, p\le N\} を篩にかけ、高々二つの素因数を持つ元を検出する。単純な篩はパリティ問題によって妨げられるため、単純な下界篩ではなく重み付きの篩和の組み合わせ(Jurkat–Richert型の線形篩)を用いる。鍵となる技法は「切り替え原理」である:N−pN-p が三つ以上の素因数 p1p2p3⋯p_1p_2p_3\cdots を持つ項は、中程度の大きさの素因数 p1p_1 を固定し、p≡N(modp1)p \equiv N \pmod{p_1} を満たす素数 pp に対する上界篩へと切り替えることで上から評価され、これは等差数列中の素数に関するボンビエリ・ヴィノグラドフの定理によって制御できる。p+P2p+P_2 の重み付きカウントの下界と、不要な p1p2p3⋯p_1p_2p_3\cdots の寄与の上界を組み合わせることで、十分大きいすべての NN について総和が正であることが示される。陳は1966年に結果を発表し、1973年に完全な詳細を公表した。P・M・ロスは1975年に簡略化された証明を与えた。

提示者

証明者

この定理を使うトピック

関連する定理

ステップごとの証明

参考文献

  1. Jing-Run Chen (1973). On the representation of a larger even integer as the sum of a prime and the product of at most two primes
  2. Heini Halberstam, Hans-Egon Richert (1974). Sieve Methods