Научная работа: Свойства чисел Периодическая система чисел
Название: Свойства чисел Периодическая система чисел Раздел: Рефераты по математике Тип: научная работа | ||
© Автор Бутарева Людмила 29 декабря 2006 г. СВОЙСТВА ЧИСЕЛ ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЧИСЕЛ. Свойства чисел натурального ряда, а также производных от них находятся в различной периодической зависимости от порядковых номеров чисел. Например, рассмотрим шестеричную периодизацию чисел. 1. Запишем натуральный ряд чисел по 6 --------------------------------------------------------------------------------------------- Группы ! ABCDEF -------------------!-------------------------------------------------------------------------- Периоды ! 0 ! 1 1 ! 2 3 4 5 6 7 2 ! 8 9 10 11 12 13 3 ! 14 15 16 17 18 19 n ! 6n- 4 6n- 3 6n- 2 6n- 1 6n 6n+ 1 -----------------!------------------------------------------------------------------------- Условные обозначения: ABCDEF - группы чисел 0, 1, 2... n - ## периодов 2. Продолжим таблицу в область отрицательных чисел: -------------------------------------------------------------------------------------------- Группы ! ABCDEF ------------------- !------------------------------------------------------------------------ Периоды ! -4 ! -28 -27 -26 -25 -24 -23 -3 ! -22 -21 -20 -19 -18 -17 -2 ! -16 -15 -14 -13 - 12 -11 -1 ! -10 -9 -8 -7 -6 -5 0 ! -4 -3 -2 -1 0 1 1 ! 2 3 4 5 6 7 2 ! 8 9 10 11 12 13 3 ! 14 15 16 17 18 19 4 ! 20 21 22 23 24 25 n ! 6n- 4 6n- 3 6n- 2 6n- 1 6n 6n+ 1 -----------------!------------------------------------------------------------------------- Группы В и Е – самостоятельные группы. Отрицательные числа каждой из этих групп по абсолютной величине равны собственным положительным. Группа А в отрицательной части переходит в группу С (и наоборот). Группа Dв отрицательной части переходит в группу F (и наоборот). По абсолютной величине ряды чисел A= C, D= F на всем протяжении от оо до – оо. Группы Aи C, в и F называются близнецами. В Таблице № 1 приведены некоторые общие свойства чисел по группам при шестеричной периодизации. Таблица № 1 ___________________________________________________________________ Группа ! Общие свойства чисел ---------------- !---------------------------------------------------------------------------------- А ( 6n– 4) ! Четные (из них 1 простое) ! имеет близнеца С B ( 6n – 3) ! Кратные 3-м ( из них 1 простое) ! С ( 6n– 2) ! Четные ! имеет близнеца А в ( 6n– 1) ! Простые + произведения DxF ! имеет близнеца F E ( 6n) ! Четные, кратные 3-м ! F ( 6n + 1) ! Простые + произведения DxD, FxF! имеет близнеца D ------------------------------------------------ ------------------------------------------------- . I. ПРОСТЫЕ ЧИСЛА Таблица № 2 Расположение простых чисел в соответствии с шестеричной периодизацией. -------------------------------------------------------------- Группы ! ABCDEF ----------------------!--------------------------------------- №№ периодов ! 0 ! х х х х х х 1 ! 2 3 х 5 х 7 2 ! х х х 11 х 13 3 ! х х х 17 х 19 4 ! х х х 23 х х n ! х х х 6n- 1 х 6n+ 1 ----------------------!----------------------------------------- 1. Числа 2 и 3 – первичные простые числа. Это единственные простые числа, стоящие рядом, без интервалов Все остальные, типичные простые числа находятся в Dи F группах Обозначим №№ периодов чисел группы Dбуквой d, а чисел группы F буквой f. D = 6d -1 F = 6f +1. 2. Типичные простые числа, принадлежащие разным группам, но одному и тому же периоду, называются близнецами Например Числа 5 и7 – близнецы. Они имеют один и тот же период в = f= 1 ( 6d – 1 ) = 6 х 1 – 1 = 5 ( 6f+ 1 ) = 6 х 1 + 1 = 7. Числа 29 и 31 – близнецы. Они имеют период в = f= 5 ( 6d – 1 ) = 6 х 5 – 1 = 29 ( 6f+ 1 ) = 6 х 5 + 1 = 31 3. Состав ряда чисел группы в ( Таблица №1) а) простые числа b) произведения Dх F: ( 6a – 1 ) х ( 6b + 1 ) = 36ab + 6a – 6b – 1 = 6 (6ab + a – b) – 1 = 6d - 1 Отсюда следует, что все в =/ 6 (6ab + a – b) – 1 ( где aи b любое натуральное число) – это простые числа. Все в =/ 6ab + a – b(где aи bлюбое натуральное число) – это периоды простых чисел. 4. Состав ряда чисел группы F ( Таблица №1) а) простые числа b) произведения Dх D ( 6a – 1 ) х ( 6b – 1 ) = 36ab – 6a – 6b + 1 = 6 (6ab – a – b) + 1 с) произведения Fх F: ( 6a + 1 ) х ( 6b + 1 ) = 36ab + 6a + 6b + 1 = 6 (6ab + a + b) + 1 Значит, простые числа это: F =/ 6 (6ab – a – b) + 1 F =/ 6 (6ab + a + b) + 1( где aи b любое натуральное число) Периоды простых чисел f=/ 6ab - a – b f=/ 6ab + a + b (где aи bлюбое натуральное число) . II ТЕСТЫ ПРОСТОТЫ 1. РЕШЕТО Запишем любой из числовых рядов групп Dили F до нужного нам числа. Знак ( - ) опустим без ущерба для нашей задачи. 53 47 41 35 29 23 17 11 5 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 Центр этого ряда - число 1. Оно не является простым. Обозначим его [х]. Первое после 1 число 5 – простое. От 5 влево и вправо отсчитываем каждое 5-ое число и вычеркиваем. 53 47 41 х 29 23 17 11 5 х 7 13 19 х 31 37 43 49 х Следующее по величине невычеркнутое число 7 – простое. От 7 влево и вправо отсчитываем каждое 7-е число и вычеркиваем. 53 47 41 х 29 23 17 11 5 х 7 13 19 х 31 37 43 х х Мы получили ряд типичных простых чисел в интервале от 5 до 55. Достаточным является вычеркиваемое число [корень квадратный из наибольшего квадрата в ряду]. 2. ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ Таблица № 1 Определение простоты чисел «Песочные часы» ____________________________________________________________________ ! ! ! ! ! ! ! _________!x! ! ! ! ! ! ! _________!_!_!_!_!_!x!_! ! ! ! ! !_________ !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_! ! ! ! ! _________!_!_!_!_!_!_!x!_!x!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_! ! ! !_________ !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_! ! !_________ !_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_! ! ____!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!x!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!x!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!x!_!_!_!_!_!_!_!x!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!0!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!x!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!x!_!_!x!_!x!_!_!x!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_! !_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! ! ! !_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_!_!_!_!_!x!_! ! ! ! !_!_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_!_! ! ! ! ! !_!_!x!_!_!_!_!_!_!_!_!_!x!_!_! ! ! ! ! ! !_!x!_!_!_!_!_!_!_! ! ! ! ! ! ! !x!_!_!_________ !_________ !_________ !_________ !_________ !_________ !_!
1 2. Отрежем от каждой колонки белую неразлинованную часть. 3 Совместим колонки, наложив друг на друга. Если первая колонка имеет ширину меньше, чем 6 клеток, то она сдвигается вправо, а последняя – влево до боковой линии. 4 Допустим, что лист прозрачный. Тогда пустые клетки в совмещенной колонке соответствуют простым числам ( Таблицы № 2А и2В ). Формулы вверху Таблицы № 2В для чисел f периодов от 0 и выше, формулы внизу – для чисел dпериодов от 0 и ниже. (Периоды fи в - №№ строчек ). Таблица № 2А Таблица № 2В Периоды _____________________________________________ !_36f+25 !_36f+19!_36f+13 !_36f+7_!_36f+1_!_36f-5_! F ___________ ______________________________________________ !х!х!х!_!_!х! !_______!_______!_______!__547__!__541__!_______! 15 !х!_!х!х!х!_! !_______!__ 523_ !_______!_______!_______!__499__! 14 !х!_!х!х!х!_! !_______!__487__!_______!_______!_______!__463__! 13 !_!х!х!_!_!х! !__457__!_______!_______!__439__!__433__!_______! 12 !_!х!_!х!_!х! !__421__!_______!__409__!_______!__397__!_______! 11 !х!_!_!_!х!х! !_______!__379__!__373__!__367__!_______!_______! 10 !_!х!_!_!х!х! !__349__!_______!__337__!__331__!_______!_______! 9 !_!_!х!х!х!_! !__313__!__307__!_______!_______!_______!__283__! 8 !_!_!х!х!х!х! !__277__!__271__!_______!_______!_______!_______! 7 !_!х!_!_!х!_! !__241__!_______!__229__!__223__!_______!__211__! 6 !х!_!_!х!_!х! !_______!__199__!__193__!_______!__181__!_______! 5 !х!_!_!_!х!_! !_______!__163__!__157__!__151__!_______!__139__! 4 !х!_!х!х!_!_! !_______!__127__!_______!_______!__109__!__103__! 3 !_!х!х!_!_!_! !___97__!_______!_______!___79__!___73__!___67__! 2 !_!х!х!_!_!_! !___61__!_______!_______!___43__!___37__!___31__! 1 !х!_!_!_!0!_! !_______!___19__!___13__!____7__!_______!____5__! 0 !_!_!_!_!х!_! !___11__!___17__!____23_!___29__!_______!___41__! 1 !_!_!_!х!_!х! !___47__!___53__!___59__!_______!___71__!_______! 2 !_!_!х!_!_!_! !___83__!___89__!_______!__101__!__107__!__113__! 3 !х!х!_!_!х!_! !_______!_______!__131__!__137__!_______!__149__! 4 !х!х!_!_!_!х! !_______!_______!___167_!__173__!__179__!_______! 5 !_!_!х!х!х!х! !__191__!__197__!_______!_______!_______!_______! 6 !_!_!_!х!_!_! !__227__!__233__!__239__!_______!__251__!__257__! 7 !_!_!х!_!х!_! !__263__!__269__!_______!__281__!_______!__293__! 8 !х!х!_!_!х!х! !_______!_______!__311__!__317__!_______!_______! 9 !х!х!_!_!_!х! !_______!_______!__347__!__353__!__359__!_______! 10 !х!х!_!_!х!_! !_______!_______!__383__!__389__!_______!__401__! 11 !х!х!_!х!_!х! !_______!_______!__419__!_______!__443__!_______! 12 !_!_!х!_!_!х! !__443__!__449__!_______!__461__!__467__!_______! 13 !_!х!_!х!_!_! !__479__!_______!__491__!_______!__503__!__509__! 14 !х!_!х!х!х!х! !_______!__521__!_______!_______!_______!_______! 15 !х!_!_!_!х!х! !_______!__557__!__563__!__569__!_______!_______! 16 !_!_!_!х!х!_! !__587__!__593__!__599__!_______!_______!__617 _! 17 _______________________________________________ !36d -25 _!36d-19_!36d-13_!_36d-7_ !_36d-1_ !_36d+5_! D Построение Таблицы № 1 1. Числовая ось. ( Таблица № 3А) Числовая ось - это два ряда натуральных чисел, которые идут вверх и вниз от 0 в центре таблицы. Числа на оси - номера периодов. 2. Периоды чисел. ( Таблица № 3А) Период чисел – это одна строчка (6 клеток) в колонке. Вверх от 0 идут №№ периодов f чисел вида (6а + 1), вниз от 0 идут №№ периодов в чисел вида (6а - 1). 3. Числовые узлы. ( Таблица № 3В) Числовые узлы - это числа в на оси, равные квадратам чисел (1 4 9 16 ... n^ 2). 4. Числовые цепочки . ( Таблицы № 3В и №3С) Числовые цепочки – парные. Они симметричны относительно оси. Каждая клетка в цепочке сдвинута относительно предыдущей на 1 клетку в сторону от числовой оси, на nклеток вверх или вниз (похоже на «ход конем» в шахматах.) а) Числовые цепочки внизу от 0 исходят из числовых узлов d. Клетки в них сдвинуты на 1 в стороны от числовой оси и на n вниз (Таблица № 3В). Параметры построения цепочек вниз от 0 приведены в Таблице № 4А Таблица № 3 А. Числовая ось. В. Числовые узлы в = n^2 C. Числовые Периоды чисел и числовые цепочки d’ цепочки f’ _______f___ ________ ________ _______________ !_!_!_!_!4!_! !_!_!х!_!_! !_!_!х!_!_! !х!_!_!_!3!_!_!_!х! !_!_!_!_!3!_! !_!х!2!х!_! !_!_!5!_!_! !_!х!_!_!2!_!_!х!_! !_!_!_!_!2!_! !х!_!3!_!х! !_!х!6!х!_! !_!_!х!_!1!_!х!_!_! !_!_!_!_!1!_! !_!_!7!_!_! !_!_!_!_!0!_!_!_!_! !_!_!_!_!0!_! в = 1^2 !х!_!8!_!х! !_!_!_!_!1!_! f = 1^2 !_!_!_!_!2!_! в = 2^2 !_!_!_!_!4!_! d b) Цепочки вверх от 0 начинаются на расстоянии 2nклеток по обе стороны от f = n^2 (клетка fпри этом отсчете выполняет роль 0) и сдвинуты на 1 клетку в стороны от оси и на nклеток вверх (Таблица № 3С) Параметры построения цепочек от 0 и выше приведены в Таблице № 4В Таблица № 4А.Параметры Таблица № 4В. Параметры цепочек чисел вида (6а – 1) цепочек чисел вида (6а + 1) (вниз от 0) (вверх от 0) ___________________________ ________________________________________ ! Числовые ! Колич.! Колич. ! ! Число ! Количество ! Колич, ! Колич. ! ! узлы ! клеток !клеток в ! ! на оси ! клеток от числа! клеток ! клеток в ! ! ! вниз ! сторону ! ! ! на оси до ! вниз ! сторону ! ! ! ! ! ! ! начала цепочки! ! ! !--------------!-----------!-----------! !-----------!-------------------- !-----------!-------------! ! 1 ^ 2= 1 ! 1 ! 1 ! ! 1 ^ 2= !! 1 х 2 ! 1 ! 1 ! ! 2 ^ 2 = 4 ! 2 ! 1 ! ! 2 ^2 = 4 ! 2 х 2 ! 2 ! 1 ! ! 3 ^ 2 = 9 ! 3 ! 1 ! ! 3 ^ 2= 9 ! 3 х 2 ! 3 ! 1 ! ! n ^ 2 ! n ! 1 ! ! n ^ 2 ! 2n ! n ! 1 ! !--------------!----------!----------- ! !-----------!---------------------!-----------!------------ ! Построим числовые цепочки до нужного нам числа. Все непомеченные знаком {x} клетки соответствуют простым числам. Следует предусмотреть, что запись цифр на числовой оси не является зачеркиванием клеток Таким способом можно определить все простые числа от 5 и больше до технически возможных пределов. |