素数の有用な特性を明らかにする役に立たない極座標パターン

それはすべて、StackOverflow数学に関する議論から始まりました: 素数の極座標プロットにおける光線の意味

「私は最近gnuplotの実験を開始し、すぐに興味深い発見をしました。100万未満のすべての素数を極座標でプロットしたので、各素数についてp(r、θ)=(p、p)。特別なことは何も期待していなかったので、試してみました。結果は印象的です。」


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30,000未満の素数を見ると、らせん状のパターンが見られます。



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比較のために、同じグラフに3と7の倍数を重ねたものを比較します。プライム番号は黄色で強調表示され、3と7の倍数はそれぞれ緑と赤で強調表示されます。



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本当に興味深いのは、範囲を広げたときの動作です。この数の倍数は同じパターンで無限にらせん状に見えるが、素数は3または4のグループで光線を形成し始める



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。3および7の倍数と比較して:



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? , ?



. , , .



(, θ) = (n, n), n∈N



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まず、極座標で遊んで、整数座標のすべての点を考慮することができます:(1,1)(2,2)...



アルキメデスのらせん



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を取得します:素数を除くすべての数値を除外すると、スペースのあるらせん銀河が得られます:



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「離れる」すべての方向に向けられた光線を見るには、主に4つのグループに分け



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られますスパイラルは数えられます 。20個あります。



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光線280:



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単純な数字だけでなく、すべての数字をとると、スパイラルはさらに均一になり、44個あります



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。 6つのスパイラルがあります。6の



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倍数であるすべての数値が1つのブランチを形成します。



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残りのスパイラルアームは6k + 1、6k +2などです。何故ですか? 6は(全回転)2ℼ(6.28318530718)にほぼ等しいからです。この小さな違いにより、単一の曲線のような錯覚が生じます。



素数のみを残すと、スパイラルは2つ(6k +1と6k + 5)になります。6-



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ほぼ完全な円、44-さらに正確な近似(44 / 2ℼ≈7つの完全な円)



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素数の場合のみ、20個のスリーブ(44k)があります。 + 1、44k + 3、44k + 5 ...)。オイラー関数φ(44)= 20.



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710 /2ℼ≈113。(113.00000959)



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素数の場合、ギャップがあります



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。離れるほど、構造全体の湾曲がより明確になります。



710 = 71 * 5 * 2。これは、4つのビーム(5)と「櫛の折れた歯」(71)のグループ化を説明しています。



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オイラーの関数φ(710)= 280。



ディリクレの定理により、プライムはスリーブ全体に均等に分布しています。



結論



視覚化を試してみると、a)Dirichletの原理b)数ℼ(および継続する分数)の概算c)オイラー関数に到達することに遭遇する可能性があります。



らせん状の形状は、偶数のラジアンのマッチングに関連するアーティファクトです。



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