当然也找到些相关的素数筛选方法,《埃拉托斯特尼筛法》,简称根号法。
当看到:要得到自然数N以内的全部素数,必须把不大于根号N的所有素数的倍数剔除,剩下的就是素数.
我陷入了沉思,为什么是对一个数开根号呢? 为什么把不大于根号N的所有素数的倍数剔除,剩下的就是素数呢?,它真实的数理又是什么呢?
反复查找相关资料,也没有答案,只是说有这种筛选法.还有好多的计算机编程之类的.
既然没有答案,就去寻找看看吧!
又想起了我的序列数,多么好的工具呀!(自然数之美中有详细讲解)
我又重新对它整理,把它变成我想要的样子,好让我来分析它,先看能不能找到为什么是开根号的理由.
九组序列数变形如下:
多么熟悉的序列数啊,又要用到它了.
对这九组序列数,我还是蛮有心得的.
其实,在我心中早就发现了自然数的另一面,并暗自给自然数下了如下定义:
第1点:素数是组成自然数的基石。
第2点:自然数是由素数、素数与素数乘积表达式组成的
第3点:素数与素数乘积表达式:A1n1*A2 n2* A3n3…Amnn (A1/A2/A3….Am为素数。n 1,n2,n3…nn,为素数的指数(取值自然数(包括零)).当它们叁与运算时,指数是多少就是多少,不参与时,指数就是”0”
第4点:素数产生的原理:是前面的素数与素数乘积表达组合用尽,新的素数就一个一个产生了.比如:5这个数,前面只有2和3两个素数,2*2=4,所有的乘积组合用尽也无法表达5,2*3=6,后面的7无法表达,新的素数7就产生了.
请看我整理的序列数中:深黄色的就是素数.指数是1.其余的要不是自身的指数或就是几个的乘积表达.
虽然仁者见仁,智者见智,但我还是坚信自然数有这样的一面.
接下来就到了第三步;
第三步:分析数据
因为根号筛选法与平方数是密不可分的.
如果知道平方数产生的数理,则根号筛选法则自然而然成立.
那就给它一个5这个数吧:5^2=25.那它前面的24,是怎来的呢?2^3*3=8*3=24. 仔细检查了一下,只有2^3*3刚好在落在了24,其余的不是比它小,就是比它大.却又无法表达25这个数.所以5的平方就产生了.与素数的产生多么像呀.
例如:在25以前存在的素数有:23、19、17、13、11、7、5、3、2,在5的前面只有素数:2、3,看它们参与了哪些数的运算:
素数2这个数:2、2*2=4、2*3=6、2^3=8、2*5=10、2^2*3=12、2*7=14,2^4=16、2^2*5=20、2*11=22、2^3*3=24。
素数3这个数:3、3^2=9、3*5=15、3^2*2=18、3*7=21。
23、19、17、13、11、7、5这些素数,有的只是刚刚产生了,一次也没有参与运算,有的就算参与运算,也只是与2和3发生了乘积关系。
所在把2和3的倍数剔除。就只剩下23、19、17、13、11、7、5这些素数了。这与我自己对自然数下定义不谋而合:自然数是由素数、素数与素数乘积表达式组成的
曾听说过数具有对称美,回想起曾学过的加法对称美:
现在重新回顾一下:.
如:10以内的数,加起来等于10.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
以5为中心,向两边分离开来(或从两边向中心靠拢).
4 6 10,(5与4,6各相差1)
3 7=10,(5与3,7各相差2)
2 8=10,(5与2,8各相差3)
1 9=10,(5与1,9各相差4)
原来它们的对称美是与数理有关的,与中心数刚好是等差数列,才具有对称美。
既然我认为:自然数是由素数、素数与素数乘积表达式组成的
那么数的乘积有没有对称美呢?
举个例子:24这个数,
5^2-1=(5-1)*(5 1)=4*6。4与6刚好是5的左右各一个. 它们不就是与5对称吗?
再举两个例子:
(5-2)(5 2)=3*7=21
(5-3)(5 3)=2*8=16
猜想:乘积符合对称美,平方差公式就是个好的开始。
这让我兴趣大涨.说真心话,平方差公式是目前能用得上仅有的学问啊,不用白不用.
不知不觉来到了第四步:
第四步:猜想理论(或公式/一句话等)
猜想一句话:平方差公式对任何奇合数进行因式分解.(偶数除外,因为任何偶数都可以被2因式分解)
既然要求奇合数进行因式分解,先给个具体的数,看能不能算出来?
又想到了根号筛选法筛素数.肯定不能给个刚好开根号的数.只能随机选一个了,就33这个数吧,。
哎呀!具体开根号也记不得了,那就看一下大概位置吧.
5<33开根号的数值<6
33开根号的数值肯定是在5—6之间的.
因为36开根号等于6,根号法筛选法先借用一下,就以6为中心,看它具不具有对称美.
先看它对称的几个数是什么?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
先看它们的对称数的乘积:
5*7=35
4*8=32
3*9=27
2*10=20(已经在5^2 25之下了,就算了)
先看上面的几个数,只有35/32/27.这三个数.(32偶数除外,先不考虑,主要考虑奇合数分解因式)
这是为什么?
33不在这些数中,乘法应该符合对称美呀?,为什么少了数呢?是不是猜想出了问题?
还是先把33周边的数从36与25统统写下来再分析好了.
36 35 33 32 31 30 29 28 27 26 25
看到这里:先排除36是6的立方数与25是5的平方数.去掉了两个.还有好几个.当然对于31是29素数这个我是知道的.不能因式分解,先不管它们.就剩下了33,30,28,26
对它们先进一下因式分解:
33=11*3
30=15*2或30=3*10
28=14*2或28=4*7(这个排除,6为中心时4与8相对)
26=13*2
还是以中心来考虑,它们的因式以什么为中心呢?
上面出现了15这个数,还是把15以下的数写出来好分析些
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
因为:11-3=8,8/2=4,所以:11-4=7,3 4=7,可以确定是以7为中心对称的.也就理解了为什么以6为中心2*10=20(已经在5^2 25之下了),是由于一个数开根号对应的根,以它为中心往两边对称生成的数跨度超过了本身的平方数,也许这就是数理吧.
接下来就简单了:
对7为中心的数:33
这里要注意一个问题:26的产生应该在7为中心的对称上的,但现在7右边的数太少了,不满足对称,如果数足够大就不会出现这种情况了.(备注:这个是最开始的想法,后面证明这种理解是错误的。这种偶数没有对称中心,后面会说明)
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
同样的道理:以8为中心的数为:28. (备注:这种偶数有对称中心,后面会说明)
所以乘法也符合中心对称美这个规律;
接下来就用平方差公式来解33,
因为33是以7为中心:
所以得出:(7-N)(7 N)=33,49-N^2=33, N^2=16,N=±4.当然取正整数4,代入表达式中,(7-4)(7 4)=3*11. 33这个数太小,大家早就看出来。
虽然用这个方法是真的可以解得出来.但这样一个一个去计算中心数也是麻烦。
举个例子:3*37=111。对111这个数开根号,在10到11中间,但对称中心数去到了20这个地方。
(20-17)*(20 17)=3*37=111
这个数不大呀,可对称中心数移位太远。
如果一个数很大,对称中心数在哪里,不是成了一个大问题吗?
看来还得从数理上面来弄清楚它,才可能有解决的办法?
还就用3*37=111,这个具体的数来做例子好了。
先给一个模型方便些:
对称中心数的数值不断地往右移动,中心线的数值发生变化?
当然我知道:3*37=111,这个是不变的。
既然猜想说乘积具有对称性:那就看它每移动一个数,它们的乘积有什么变化吧?
3*11*37=11*111。相当于在心中线的地方是11个111。
3*12*37=12*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*13*37=13*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*14*37=14*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*15*37=15*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*16*37=16*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*17*37=17*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*18*37=18*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*19*37=19*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
3*20*37=20*111,中心线数每增加1相当于加了一个111。
真的美妙呀!当然这不是因式分解(平方差)的形式,再试一下因式分解吧。
(11-3)*(37-11)=37*11-11^2-3*37 3*11
(12-3)*(37-12)=37*12-12^2-3*37 3*12
(13-3)*(37-13)=37*13-13^2-3*37 3*13
(14-3)*(37-14)=37*14-14^2-3*37 3*14
(15-3)*(37-15)=37*15-15^2-3*37 3*15
(16-3)*(37-16)=37*16-16^2-3*37 3*16
(17-3)*(37-17)=37*17-17^2-3*37 3*17
(18-3)*(37-18)=37*18-18^2-3*37 3*18
(19-3)*(37-19)=37*19-19^2-3*37 3*19
(20-3)*(37-20)=37*20-20^2-3*37 3*20
因为(20-3)*(37-20)=17^2,刚好是一个数17的平方。20这就是想要的中心对称位置,相当于11加了9而得到的
只有-3*37是不变的,其它的都随中心线的变化而变化。当然这是给定3与37这两个数。这两个为数本就是我要求的,现在如果给定一个增量N,而不知道3与37,能进行变形吗?
先做些准备,用另外的未知量来求才是正解:
当然先知道某个数:设数为A,A=111,因为部分数是与这个数开根号具有对称的。还是先给数A开根号。判断数A落在哪两个数中间(B>C).(如 :11>111开根号的数值>10,两个数分别是B=11和C=10),设对称中心为P,先给P赋值:P=11。先设定两个数(D和F为两个因式分解数,且D<F),N为增量,就是指对称中心数偏移的数量。
基本图形如下图:
//注:比例大至差不多//
那就以P开始到P1结束,利用增量来改变一下因式分解的方法,N增量放前面,先找中心线的位置:
公式如下:
(N P)*(N P)
思路是只要两边相等就可以满足条件:如(9 11)*(9 11)=20^2=400.
它与前面的一个数P*P相比,又增加了多少量呢?
(N P)^2-P^2
赋一组具体的数给它们:
(1 11)^2-11^2=12*12-11*11=(12-11)*(12 11)=1*23=23
(2 11)^2-11^2=13*13-11*11=(13-11)*(13 11)= 2*24=48
(3 11)^2-11^2=14*14-11*11=(14-11)*(14 11)=3*25=75
(4 11)^2-11^2=15*15-11*11=(15-11)*(15 11)=4*26=104
(5 11)^2-11^2=16*16-11*11=(16-11)*(16 11)=5*27=135
(6 11)^2-11^2=17*17-11*11=(17-11)*(17 11)=6*28=168
(7 11)^2-11^2=18*18-11*11=(18-11)*(18 11)=7*29=203
(8 11)^2-11^2=19*19-11*11=(19-11)*(19 11)=8*30=240
(9 11)^2-11^2=19*19-11*11=(20-11)*(20 11)=9*31=279
最后一项给它一个变形
(N 11)^2=279 11^2=279 121=400,400刚好可以开平方,平方根就20(取正整数)就是中心数。
N 11=20,N=9,N仅为增量
再利用平方差公式:
(20-N1)*(20 N1)=111
400-N1^2=111
N1^2=289
N1=17
因此得到最终因式分解:(20-17)*(20 17)=3*37=111
再对它进行一下变形20^2-17^2=111
再变一下:(3 17)^2-17^2=111,由此猜想出以下理论。(请留意这些数据)
所以猜想对因式分解统一公式:: 公式说明:求数A因式分解,数A是任意一个自然数。Q是一个变量(Q从1从自然数开始取值,),N是一个变量,N则为数A因式分解的一个因子,Q N才是对称中心数。另一个因式分解对应的因子是:2Q N,所以一个方程两个变量,只需要给变量Q赋值就可求解。
(N Q)^2-Q^2=A
//这里有一个思维的跳跃,语言难以描述。
大概意思:相当于数A一定要增加一个平方数Q^2,还要满足能开平方,所以用Q的增加来满足这个条件。如此例中(3 17)^2-17^2=111,N=3,Q=17,就差不多这个意思。 //
现在到了第五步:
第五步:反过来再用实例证明猜想理论的正确性.
先还是给一个111这个数。
当然不用手来计算,而是用电脑来算,看一下结果如何?
具体如下图: