Neliöt, alkuluvut ja MOD 6

Setä.neuvoo.ja.spekuloi

Modulaariaritmetiikasta
https://fi.wikipedia.org/wiki/Modulaarinen_aritmetiikka

Neliöitä aiemmin käsitelty mm. keskustelussa
http://keskustelu.suomi24.fi/t/14864165/todistamis-lasku

Pohdiskelin viikonloppuna edelleen, miten neliöt sijoittuvat verrattuna kuudella jakamisen jakojäännöksiin. Eli jos lukuja kirjoitettaisiin kuusisarakkeiseksi taulukoksi
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10... jne.

niin mitä kuvioita tai sarjoja taulukosta voisi löytyä, ja miten mm. neliöt sijoittuvat sinne. Aiemmissa keskusteluissa on esitetty mm. seuraavia väitteitä:

Kolmea suurempi alkuluku on kuudella jaollisesta luvusta -1 askelen päässä, eli vain sarakkeissa 5 ja 1 on alkulukuja ensimmäisen rivin jälkeen. Tätä väitettä on esim. Youtube-videolla
'7 Things You Need to Know About Prime Numbers' - Dr Vicky Neale
https://www.youtube.com/watch?v=_Nch1ho77gQ

Kolmea suurempien alkulukujen neliöt löytyvät sarakkeesta 1. Tätä havaintoani on mainiosti todisteltu muiden toimesta keskustelussa
http://keskustelu.suomi24.fi/t/14868576/alkulukujen-neliotko-muotoa-6x- 1

Mutta jatkoin tästä eteenpäin. Ihmettelin, onko nyt löytynyt uusi menetelmä etsiä alkulukuja - tarkistaa, onko jokin luku alkuluku. Sujuisiko tuo tarkistus yksinkertaisesti vain korottamalla luku neliöksi ja ottamalla jakojäännös kuutosella. Jos jakojäännös kuudella jakamisesta olisi 1, niin sittenkö johtopäätös, että kyllä oli alkuluku? Näinkö yksinkertaista se olisi?

Eli, sarjastamme "Sedän seikkailut matematiikan ihmemaassa", pohdiskelin päässälaskulla ajatellen, miten neliöt asettuvat taulukkoon, ja onko sarakkeessa 1 muita neliöitä kuin alkulukujen neliöitä.

Havaintoja, johtopäätöksiä

Esim. 35 toiseen ja 55 toiseen ovat myös sarakkeessa 1. Tämä todistaa, että siinä sarakkeessa on muidenkin lukujen kuin alkulukujen neliöitä. Ei siis löytynytkään uutta menetelmää alkulukujen etsintään tästä. Mutta mistä on kyse tässä ykkössarakkeessa?

Keskustelussa
http://keskustelu.suomi24.fi/t/14868576/alkulukujen-neliotko-muotoa-6x- 1
esitettiin algebran kaavoja muistuttava todistus, jotain tämän tapaista päättelyä
p^2 = 6n 1, joten (p 1)(p-1) = 6n, ja kun p ei ole parillinen eikä kolmella jaollinen, niin viereisistä luvuista yksi on kolmella jaollinen ja molemmat parillisia.

Tuo pätee ei pelkästään alkulukuihin, vaan p voi olla mikä hyvänsä muukin sellainen positiivinen kokonaisluku, jossa ei ole jaollisuutta kahdella eikä kolmella. Eli kaikkien tällaisten lukujen neliöt osuvat sarakkeeseen yksi!

Entäs sitten kahdella ja kolmella jaolliset?

Kahdella mutta ei kolmella jaollisten lukujen neliöt osuvat sarakkeeseen 4. Tällekin voidaan vääntää algebrallinen perustelu p^2 = 6n 4, eli (p 2)(p-2) = 6n, joten kolme lukua, p, p 2 ja p-2 muodostavat aritmeettisen sarjan, parillisia lukuja, joista yksi on kolmella jaollinen, ja näin myös kuudella jaollinen. Joten kahdella mutta ei kolmella jaollisen luvun neliö osuu aina sarakkeeseen 4.

Kahdella ja kolmella jaollisten lukujen neliöt osuvat sarakkeeseen 6. Kun luku itse on kuudella jaollinen, tietysti neliökin sitten on.

Kolmella mutta ei kahdella jaollisen luvun neliö osuu sarakkeeseen 3. Esim. 9 ja 81 ja 225 löytyisivät sarakkeesta 3. Nimittäin, kolmella jaollisia sarakkeita on taulukossa vain sarakkeet 3 ja 6, joten kolmella jaollisten lukujen neliöitä ei voi olla muissa sarakkeissa.

Näillä perusteluilla voidaan vetää seuraava johtopäätös, teoreema:

Sarakkeista 2 ja 5 ei löydy minkään luvun neliötä ollenkaan! Koska neliöt ovat todistetusti muissa sarakkeissa! Setä olisi halunnut luvata kymmenen pistettä ja papukaijamerkin sille, joka etsii ja löytää neliöitä sarakkeista 2 ja 5. Mutta valitettavasti sedältä ovat papukaijamerkit loppuneet. Onnea neliöiden metsästykseen!

Sarakkeista saattaisi löytyä mielenkiintoisia sarjoja, joita en vielä ehtinyt ajatella kovin paljon. Toki jokainen sarake sinällään on jo aritmeettinen sarja, kuudella kasvava. Mutta tarkoitin mielenkiintoisella esim. sarakkeesta 4 löytyviä neliöitä: geometrinen sarja 4, 16, 64, 256.... Ja samasta sarakkeesta toinen sarja: 100, 400, 1600.....

En tiedä, onko joku perehtynyt tällaisiin sarjoihin, tai laatinut jotain tilastoa siitä, miten neliöt jakautuvat eri sarakkeisiin. Olisinko oikeassa, jos veikkaisin, että sarakkeesta 1 löytyy enemmän neliöitä kuin muista sarakkeista? Löytyykö siitä sarakkeesta jokin erikoinen sarja, esim. RMS-sarja?

5

193

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • hjjghgfgh

      en lukenut kirjoitustasi
      sanon, että

      koska alkuluvut ovat jaottomia kaikki, niin niitä on ääretttömästi.

      niihin ei päde mitkään säännöt ja siksi, niitä ei voi määritellä millään kaavalla, koska mikään sääntö ei päde niihin.

      jos tähän ei keksi todistusta, niin kuin uskon, koska todistusta ei voi määritellä, sen hakeinen on mahdostonta, niin
      se on aksiooa, ehkä aika turha, mihin sitä käyttää, niin kuitenkin se on.

      miten voi löytää aksiooman, miten voi tietää että jokin on aksiooma.miten voi perustella aksiomaan. se on sovittava

      niiden määritelmä on muuten alkuluvut ovat jaottomia kokonaislukuja¨
      muutakin ehkä keksisi siis ehkä niiden määritelmään, mitä koskee alkulukuja

      • Setä.pohtii

        Eräs alkulukujen määritelmä olisi mielestäni tällainen:
        lukujen tekijät ovat alkulukuja.

        Eli ovat kuin jaollisten lukujen komponentteja. Muissa luvuissa on alkulukuja tekijöinä erilaisia yhdistelmiä. - En tiedä, sopiiko tähän sana kombinaatio, vai mieluummin permutaatio. Monesti kävelylenkillä tai muuten liikenteessä kulkiessa olen katsellut autojen rekisterinumeroita. On tullut tavaksi laskea huvikseni päässä lukujen tekijät, tai onko kyseessä alkuluku. Joskus luvun tekijöiden muistaminen saattaa edesauttaa numerosarjojen muistamista. Asiaan liittyy myös symboliikkaa uskonnon puolelta. Mutta en minä numeroista mitään uskonnon oppia tai ennustuksia lähtisi rakentelemaan.

        Alkuluvuista on yritetty rakentaa teorioita - Riemann ja muut. On yritetty tulostaa tai kuvailla niitä eri menetelmin ja löytää sieltä jotain kuvioita, säännönmukaisuuksia. En pidä mahdottomana, etteikö jokin malli tai sääntö vielä löytyisi, vaikka jonkinlaisena negaationa. Että jää jäljelle tällainen lukujen joukko, jos nämä ja nämä poistetaan jollain kaavalla tai menetelmällä, tai jos matematiikka lähenee ATK:ta, niin iteraatiolla, algoritmilla, rekursiolla...


      • alkuluvuista

        Alkulukuja lienee turha määritellä uudestaan koska niiden määritelmä on jo selkeä.

        >Eli ovat kuin jaollisten lukujen komponentteja. Muissa luvuissa on alkulukuja tekijöinä erilaisia yhdistelmiä.

        Puhut ilmeisesti aritmetiikan peruslauseesta.

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Aritmetiikan_peruslause

        >En tiedä, sopiiko tähän sana kombinaatio, vai mieluummin permutaatio.

        Kombinaatioista, koska kuten ylläolevassa wikipedia-artikkelissakin sanotaan, kertolasku on kommutatiivinen.

        >tai jos matematiikka lähenee ATK:ta, niin iteraatiolla, algoritmilla, rekursiolla...

        On keksitty jo lukuisia tapoja laskea mahdollisimman nopeasti alkulukuja. Jos englanti taipuu niin https://en.wikipedia.org/wiki/Sieve_of_Atkin on niinkin uusi kuin vuodelta 2003.


      • Setä.kiittelee
        alkuluvuista kirjoitti:

        Alkulukuja lienee turha määritellä uudestaan koska niiden määritelmä on jo selkeä.

        >Eli ovat kuin jaollisten lukujen komponentteja. Muissa luvuissa on alkulukuja tekijöinä erilaisia yhdistelmiä.

        Puhut ilmeisesti aritmetiikan peruslauseesta.

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Aritmetiikan_peruslause

        >En tiedä, sopiiko tähän sana kombinaatio, vai mieluummin permutaatio.

        Kombinaatioista, koska kuten ylläolevassa wikipedia-artikkelissakin sanotaan, kertolasku on kommutatiivinen.

        >tai jos matematiikka lähenee ATK:ta, niin iteraatiolla, algoritmilla, rekursiolla...

        On keksitty jo lukuisia tapoja laskea mahdollisimman nopeasti alkulukuja. Jos englanti taipuu niin https://en.wikipedia.org/wiki/Sieve_of_Atkin on niinkin uusi kuin vuodelta 2003.

        Mainiota että tuolta jälkimmäiseltä Wikipedia-sivulta löytyi linkkiä Atkinin ja Bernsteinin itsensä PDF-tiedostoon aiheesta. Kiitoksia. Näyttää kyllä matemaattisemmalta kuin itse tekemäni alkulukujen etsintäohjelmat eri menetelmillä, mutta loogisen näköistä. Muistui mieleen, millaisilla välineillä isoäiti valmisti ruokaa. Oli monenlaisia myllyjä, sihtejä ja siivilöitä ja vempaimia.

        Riemann-aiheeseen liittyvää selitystä:
        http://mathworld.wolfram.com/RiemannPrimeCountingFunction.html
        https://www.quora.com/What-is-the-relationship-between-the-Riemann-Hypothesis-and-prime-numbers


    • Modulaariaritmetiikasta

      Kannattaa katsoa http://matematiikkakilpailut.fi/kirjallisuus/laajalukuteoriamoniste.pdf
      Siitä löytyy alkeellinen johdatus alkulukuihin.
      Materiaalissa esitetään muun muassa Wilsonin lause, jonka mukaan p on alkuluku jos ja vain jos
      (p-1)!=1*2*3*...*(p-1)=-1 mod p.

      Esimerkiksi jos p=2
      (2-1)!=1=2*1-1
      jos p=7
      (7-1)!=1*2*3*4*5*6=103*7-1

      jos p=11
      10!=329891*11-1.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Miksei voitaisi vaan puhua asiat selväksi?

      Minulla on ollut niin kova ikävä sinua, etten oikein edes löydä sanoja kuvaamaan sitä. Tuntuu kuin jokainen hetki ilman
      Ikävä
      49
      1476
    2. Sunnuntai terveiset kaivatulle

      Maa on vielä valkoinen vaikka vappu lähestyy, otetaan pitkästä aikaa pyhä terveiset kaivatullesi tähän ketjuun !!
      Ikävä
      76
      1325
    3. Olen päivä päivältä vain varmempi siitä että rakastan sinua

      Onhan se tällä tuntemisen asteella jokseenkin outoa, mutta olen outo ja tunne on tunne. 😊
      Ikävä
      86
      983
    4. Oletko koskaan suuttunut jostain kaivatullesi?

      Mitä hän teki tai mitä tapahtui, mistä suutuit?
      Ikävä
      86
      916
    5. Kaupan työtekijä

      Kyllä on pahaa katsottavaa kun myyjällä on purtu kaula, hyvin epäsoveliasta
      Kuhmo
      12
      892
    6. Ai miehillä ei ole varaa maksaa

      Treffejä naiselle johon on ihastunut? Ihanko totta dusty miehet? Tekosyy. Haluatko laittaa 50/50 kaikki kulut parisuhtee
      Ikävä
      186
      858
    7. Olet mielessäni

      viimeisenä illalla ja ensimmäisenä aamulla. Ihastuin sinuun enkä voi tunteilleni mitään. Jos uskaltaisin, tunnustaisin s
      Ikävä
      20
      821
    8. Olen paremman näköinen kuin sinä

      Jos aletaan sille tielle mies.
      Ikävä
      82
      801
    9. Verovähennysten poisto syö veronkevennykset pieni- ja keskituloisilta

      Kokoomuslaiset ja perussuomalaiset kansanedustajat jakavat kilvan postauksia, jossa kerrotaan miten kaikkien työssäkäyvi
      Maailman menoa
      74
      732
    10. Kaipaan seuraasi niin

      monella eri tavalla ja tasolla. En tiedä mitä tapahtui, mutta niin vain kävi että ihastuin sinuun.
      Ikävä
      17
      730
    Aihe