・素数の規則性              うんざりはちべえ氏

 素数は規則性がないと言われました。そこで、wolframalphaで、計算せてみました。

 sin^2(π/3)=3/4 、sin^2(π/5)+sin^2(2π/5)=5/4 、・・・

そこで、素数を 2K+1 として、100以下の素数で

 Σj=1k sin^2(j π/(2k+1))=(2k+1)/4

が成り立ちました。これが、破綻しなければ、素数には規則性があると言えるのはないでしょ
うか?

 103で、無料版の計算時間を超えました。残念。


 DD++ さんからのコメントです。(令和5年4月25日付け)

 2 以外の任意の素数で成り立つことが簡単に示せますが、それが素数の出現の規則性と
どう関係があるんでしょう?


 うんざりはちべえさんからのコメントです。(令和5年4月25日付け)

 Σj=1k sin^2(j π/(2k+1))=(2k+1)/4 と表せるという規則性です。現段階で、出現の予測は
判明しておりません。

 あれ、素数でなくても、そうなるのか・・・・・

 合成数 95 のときは、1/4{95+2sin・・・・のように、1/4の横に、95とすぐ現れるが、素数 97
の場合、-2cosの項があって-588+・・・となるようだ。合成数 87 のときは、1/4{87+2sin・・・・
のように、1/4の横に、87とすぐ現れる。(→ 参考


(コメント) 手計算で、 「sin^2(π/5)+sin^2(2π/5)=5/4」 を追認してみました。

 sin^2(π/5)+sin^2(2π/5)
=(1/2)(1-cos(2π/5))+(1/2)(1-cos(4π/5))
=1-(1/2)(cos(2π/5)+cos(4π/5)
=1-cos(π/5)cos(3π/5)

 π/5=θ とおくと、 5θ=π より、 cos3θ=cos(π-2θ)=-cos2θ

よって、 4cos^3θ-3cosθ=-2cos^2θ+1 より、 4cos^3θ+2cos^2θ-3cosθ-1=0

(cosθ+1)(4cos^2θ-2cosθ-1)=0 から、 cosθ=(1+)/4

 このとき、 cos3θ=(1-)/4 なので、

 sin^2(π/5)+sin^2(2π/5)=1-(1+)/4・(1-)/4=1-(-1/4)=5/4

となり、確認できました。



  以下、工事中!


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