Bài toán mở, Số học và Lý thuyết số, nêu năm 1904
Sự vô hạn của số nguyên tố Sophie Germain
Có vô hạn số nguyên tố sao cho cũng là số nguyên tố.
Tính đến năm 2026, sự vô hạn của số nguyên tố Sophie Germain vẫn hoàn toàn để ngỏ. Giống như giả thuyết số nguyên tố sinh đôi, bài toán hỏi về các giá trị nguyên tố đồng thời của hai dạng tuyến tính ( và ). Các phương pháp sàng có trọng số chứng minh rằng có vô hạn số nguyên tố sao cho là một số hầu nguyên tố có nhiều nhất hai thừa số nguyên tố (), và tổng nghịch đảo của các số nguyên tố Sophie Germain hội tụ. Tuy nhiên, rào cản chẵn lẻ trong lý thuyết sàng ngăn cản các phương pháp hiện có phân biệt số nguyên tố với tích của hai số nguyên tố trong . Hơn nữa, vì hai dạng tuyến tính và có hệ số bậc cao nhất khác nhau, bộ máy khoảng cách bị chặn Maynard–Tao không trực tiếp cho các cặp số nguyên tố có dạng chính xác .
Kết quả tốt nhất đã biết
- Có vô hạn số nguyên tố sao cho có nhiều nhất hai ước nguyên tố (định lý kiểu Chen qua sàng tuyến tính có trọng số).
- Các ước lượng sàng chặn trên cho thấy số lượng số nguyên tố Sophie Germain đến là , khớp với bậc độ lớn của dự đoán Hardy–Littlewood.
Công cụ và chỗ dừng
| Công cụ | Đạt được | Chỗ dừng |
|---|---|---|
| Sàng tuyến tính có trọng số (phương pháp Chen) | Chứng minh có vô hạn số nguyên tố có hoặc là số nguyên tố hoặc là tích của hai số nguyên tố. | Không thể loại bỏ tích của hai số nguyên tố do rào cản chẵn lẻ trong lý thuyết sàng. |
| Phương pháp vòng tròn Hardy–Littlewood và trực giác bộ số nguyên tố | Dự đoán số lượng tiệm cận chính xác , được xác nhận sát sao bởi các kiểm tra số học lên tới và xa hơn. | Với các bài toán hai biến như , các tổng mũ trên cung nhỏ không thể khống chế được một cách vô điều kiện. |
Câu hỏi còn mở
- Có vô hạn số nguyên tố Sophie Germain hay không, và số lượng của chúng dưới có tiệm cận bằng hay không?
- Có tồn tại các dây chuyền Cunningham loại một với độ dài hữu hạn tuỳ ý hay không?
Tài liệu tham khảo
- Leonard E. Dickson (1904). A new extension of Dirichlet's theorem on prime numbers · DOI:10.1017/cbo9781139164986.005
- G. H. Hardy, J. E. Littlewood (1923). Some problems of 'Partitio numerorum'; III: On the expression of a number as a sum of primes · DOI:10.1007/BF02403921
- Paulo Ribenboim (1996). The New Book of Prime Number Records