Кіріспе

1912 жылы математиктердің халықаралық конгресінде Эдмунд Ландау алғашқы сандар туралы төрт негізгі мәселені атап өтті. Бұл проблемалар оның сөзінде "математиканың қазіргі жағдайында шабуылға түспейтін" деп сипатталды және қазір Ландау проблемалары деп аталады. Олар мыналар: Гольдбахтың болжамы: 2-ден үлкен әрбір жұп бүтін санды екі жай санның қосындысы ретінде жазуға бола ма? Твин промистік болжам: p + 2 промистік санға тең болатын p промистік сандарының саны шексіз көп пе? Лежендренің болжамы: Келесі бір-бірінен толық квадраттар арасында әрқашан кем дегенде бір пропорционал сан бар ма? P - 1 толық квадратты болатын p бастапқы сандарының саны шексіз көп пе? Басқаша айтқанда: n2 + 1 түріндегі просты сандар шексіз көп пе? 2024 жылға қарай төрт проблеманың бәрі шешілмеген.

Голдбах болжамы

Голдбахтың әлсіз болжамдары, 5-тен үлкен әрбір тақ санды үш жай санның қосындысы ретінде көрсетуге болады, ол Голдбахтың болжамдарының салдары болып табылады. Иван Виноградов оны 1937 жылы жеткілікті үлкен n (Виноградов теоремасы) үшін дәлелдеді, ал Харальд Хельфгот 2013 жылы Голдбахтың әлсіз болжамның толық дәлеліне дейін кеңейтті. Чен теоремасы, Голдбахтың болжамының тағы бір әлсіреуі, барлық жеткілікті үлкен n үшін, мұнда p - бірінші, ал q - бірінші немесе жартылай бірінші. Бордигнон, Джонстон және Старичкова Ямаданы түзетіп, жақсартқанда Чен теоремасының нақты нұсқасын дәлелдеді: одан үлкен әрбір жұп сан - бұл просты санның қосындысы және ең көп дегенде екі просты санның көбейтіндісі. Бордигнон мен Старичкова мұны Дирихле L функциялары үшін жалпыланған Риман гипотезасын (GRH) қабылдауға дейін қысқартады. Джонсон мен Старичкова барлық n >= 4 үшін жұмыс істейтін нұсқаны береді, бұл бірінші немесе жартылай бірінші емес, ең көп дегенде 369 бірінші санның көбейтіндісі болып табылады; GRH бойынша олар 369-дан 33-ке дейін жақсартады. Монтгомери мен Воган екі жай санның қосындысы ретінде көрсетілмейтін жұп сандардың ерекше жиынтығы тығыздығы нөлге тең екенін көрсетті, бірақ жиынтық шекті екені дәлелденген жоқ. Ерекше жиынтықтағы ең жақсы ағымдағы шектер (жетілді-жетілді үлкен x үшін) Пинцке, ал RH-де Голдстонға байланысты. Линник жеткілікті үлкен жұп сандарды екі пропорционал санның қосындысы және 2 -нің кейбір (өте әсерсіз) тұрақты K-ның қосындысы ретінде көрсетуге болатынын дәлелдеді. Көптеген жетістіктерден кейін (көшірме мәлімет үшін Пинцке қараңыз), Пинц пен Руза мұны K = 8 -ге жақсартты. GRH-ді болжамдай отырып, оны K = 7 -ге дейін жақсартуға болады.

Түйелік алғашқы жорамалдылық

Итан Чжан 70 миллионға дейін шектелген бос орындармен шексіз көп негізгі жұптар бар екенін көрсетті, ал бұл нәтиже Полимат жобасының бірлескен күш-жігерімен 246 ұзындығы бар бос орындарға жақсартылды. Эллиотт-Хальберштам болжамы бойынша бұл 6 -ға дейін жақсартылды, бұл Майнард пен Голдстонның, Пинц пен Йылдырымның бұрынғы жұмыстарының кеңейтілуі болды. Чен p (кейіннен Чен алғашқы саны деп аталады) сансыз көп екенін көрсетті, сондықтан p + 2 - жай немесе жартылай жай сан.

Квадратқа жақын алғашқы сандар

Ландаудың төртінші мәселесі n бүтін санының түріндегі шексіз көп алғашқы сандар бар ма деген сұраққа жауап берді. (Бұл түрдегі белгілі алғашқы сандардың тізімі) Мұндай шексіз көп алғашқы сандардың болуы, Буняковский болжамы мен Батеман-Хорн болжамы сияқты басқа да сандық теориялық болжамдардың салдарынан пайда болады. 2023 жылдан бастап бұл мәселе ашық болады. Квадратқа жақын алғашқы сандардың бір мысалы Фермат алғашқы сандары болып табылады. Генрик Иванич ең көп дегенде екі пропорционалды көбейткіштері бар сандардың шексіз көп екенін көрсетті. Анкень және Кубилюс, Хекке таңбаларындағы L функциялары үшін Риманның кеңейтілген гипотезасын қабылдағанда, Ландаудың болжамы күштірек үшін форманың шексіз көп алғашқы саны бар екенін дәлелдеді. Ең жақсы шартты нәтиже Харман мен Льюиске байланысты және ол Мерикоскиді береді, алдыңғы жұмыстардың жақсаруы, ең үлкен алғашқы факторы бар форманың шексіз көп саны бар екенін көрсетті. Експонентті 2 -ге ауыстыру Ландаудың болжамын береді. Фридландер-Иванец теоремасы шексіз көп алғашқы сандар формада екенін көрсетеді. Байер мен Чжао; экспонентті L функциялары үшін жалпыланған Риман гипотезасы бойынша және белгілі бір Эллиотт Халберштам типті гипотеза бойынша жақсартуға болады. Брунның сырғасы формасы бар жай сандардың тығыздығының жоғарғы шегін белгілейді: мұндай жай сандар бар. Сондықтан формадағы сандардың барлығы дерлік құрамдас сандар болып табылады.