베르트랑 공준
베르트랑 공준 모든 자연수 $n$에 대하여, $n < p \le 2n$을 만족하는 소수 $p$가 존재한다. 증명 크게 7단계로 나누었다. Step 1. $n \le 4000$에 대하여 베르트랑의 공준이 성립함을 실험적으로 확인하자. 바로 앞의 소수의 $2$배보다 작은 소수들의 수열 $$2, 3, 5, 7, 13, 23, 43, 83, 163,$$ $$317, 631, 1259, 2503, 4001$$이 존재한다. 따라서 $n\le 4000$에 대하여 구간 $\left( n,2n \right]$은 위의 $14$개의 소수들 중 하나를 포함하므로, 베르트랑의 공준이 성립한다. Step 2. $2$ 이상인 자연수 $a$에 대하여 $a+1
2022. 9. 10.
소수의 무한성 증명
유클리드의 증명 귀류법으로 소수가 $n$개로 유한하다고 가정하고, 그 유한한 소수들의 집합을 $P=\left\{ p_1,\,p_2,\,\cdots,\,p_n \right\}$라 하고, 새로운 수 $N=p_1\,p_2\, \cdots \,p_n+1$을 정의하자. $N$은 $p_k$ ($k$는 $n$ 이하의 자연수)보다 큰 자연수이므로 $N \notin P$이다. 따라서 $N$은 합성수이므로, $\dfrac{N}{p_k} \in \mathbb{N}$이도록 하는 $p_k$가 존재해야 한다. $$\begin{eqnarray} && \dfrac{N}{p_k}=\dfrac{p_1\,p_2\,\cdots\,p_n+1}{p_k} \\ && =p_1\,p_2\,\cdots\,p_{k-1}\,p_{k+1}\,\cdots\..
2022. 8. 23.
