สมมติฐานของโปลยา



ในทฤษฎีจำนวน ข้อสันนิษฐานของโปลยา ( หรือข้อสันนิษฐานของโปลยา ) ระบุว่า "ส่วนใหญ่" (เช่น 50% หรือมากกว่า) ของจำนวนธรรมชาติที่น้อยกว่าจำนวนใดๆ ที่กำหนดจะมี ตัวประกอบ เฉพาะเป็นจำนวนคี่ ข้อสันนิษฐานนี้ถูกตั้งขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวฮังการีจอร์จ โปลยาในปี 1919 [ 1 ]และได้รับการพิสูจน์ว่าไม่เป็นความจริงในปี 1958 โดยซี. ไบรอัน ฮาเซลโกรฟ แม้ว่านักคณิตศาสตร์มักจะเรียกข้อความนี้ว่าข้อสันนิษฐานของโปลยา แต่โปลยาไม่เคยสันนิษฐานว่าข้อความนี้เป็นจริงเลย แต่เขาแสดงให้เห็นว่าความจริงของข้อความนี้จะบ่งชี้ถึงสมมติฐานของรีมันน์ด้วยเหตุนี้ จึงเรียกได้อย่างถูกต้องกว่าว่า " ปัญหาของโปลยา "
ขนาดของตัวอย่างคัดค้าน ที่เล็กที่สุด มักถูกใช้เพื่อแสดงให้เห็นว่าสมมติฐานสามารถเป็นจริงได้ในหลายกรณีแต่ยังคงไม่เป็นจริงโดยทั่วไป[ 2 ]ซึ่งเป็นตัวอย่างของ กฎที่แข็งแกร่งของ จำนวนน้อย
คำแถลง
สมมติฐานของโปลยากล่าวว่า สำหรับใดๆถ้าจำนวนธรรมชาติมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับจำนวน เฉพาะ (ไม่รวม 0) จะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มที่มีจำนวนตัวประกอบเฉพาะเป็นเลขคี่ และกลุ่มที่มีจำนวนตัวประกอบ เฉพาะเป็นเลขคู่โดยกลุ่มแรกจะมีจำนวนสมาชิกอย่างน้อยเท่ากับกลุ่มหลัง ตัวประกอบเฉพาะที่ซ้ำกันจะนับซ้ำ เช่น เรากล่าวว่า 18 = 2 × 3 × 3 มีจำนวนตัวประกอบเฉพาะเป็นเลขคี่ ในขณะที่ 60 = 2 × 2 × 3 × 5 มีจำนวนตัวประกอบเฉพาะเป็นเลขคู่
ในทำนองเดียวกัน สามารถกล่าวได้ในรูปของฟังก์ชัน Liouville แบบผลรวม โดยมีข้อสันนิษฐานว่า
สำหรับทุกคน. ที่นี่,, ที่ไหนนับจำนวนตัวประกอบเฉพาะทั้งหมดของ. ดังนั้นจะเป็นค่าบวกหากจำนวนตัวประกอบเฉพาะของถ้าเป็นเลขคู่ จะเป็นเลขลบ และถ้าเป็นเลขคี่จะเป็นเลขลบ
พิสูจน์หักล้าง
สมมติฐานของ Pólya ถูกหักล้างโดยC. Brian Haselgrove ใน ปีพ.ศ. 2491 เขาแสดงให้เห็นว่าสมมติฐานดังกล่าวมีตัวอย่างค้าน ซึ่งเขาประมาณไว้ที่ประมาณ 1.845 × 10 361 [ 3 ]
ตัวอย่างคัดค้านที่ชัดเจน (ที่เล็กกว่ามาก) ของn = 906,180,359 ได้รับการเสนอโดยR. Sherman Lehmanในปี 1960 [ 4 ]ตัวอย่างคัดค้านที่เล็กที่สุดคือn = 906,150,257 ซึ่งพบโดย Minoru Tanaka ในปี 1980 [ 5 ]
ข้อสันนิษฐานนี้ไม่เป็นจริงสำหรับค่าn ส่วนใหญ่ ในช่วง 906,150,257 ≤ n ≤ 906,488,079 ในช่วงนี้ฟังก์ชัน Liouville แบบผลรวม จะมีค่าสูงสุดที่ 829 เมื่อn = 906,316,571
ปีเตอร์ ฮัมฟรีย์แสดงให้เห็นว่า
เขายังแสดงให้เห็นอีกว่า ภายใต้สมมติฐานบางประการ รวมถึงสมมติฐานของรีมันน์เซตของตัวเลขโดยที่มีความหนาแน่นลอการิทึม[ n 2 ]การให้เหตุผลเชิงอนุมานชี้ให้เห็นว่าเซตนี้มีความหนาแน่นลอการิทึมประมาณ 0.00012 [ n 3 ]
หมายเหตุ
ลิงก์ภายนอก
- ไวส์สไตน์, เอริก ดับเบิลยู. "Pólya Conjecture" . แมทเวิลด์ .