素数计数函数是 给出了 素数 小于或等于给定数字 (Shanks 1993年,第15页)。 例如,没有素数 , 所以 . 只有一个质数(2) ,所以 .有两个素数(2和3) ,所以 等等。
符号 因为素数计数函数有点不幸,因为它什么都没有 与常数有关 这个符号是由数学家引入的 埃德蒙·兰道(Edmund Landau)于1909年问世,现在已成为标准。 用德比郡的话说(2004年, 第38页),“对此我很抱歉;这不是我的错。你只需要 忍受吧。”
出租 表示 第个 素数, 是一个 右反转 属于 自从
(1)
为所有人 正整数 此外,
(2)
若(iff) 是一个 素数 .
的前几个值 对于 , 2, ... 是0、1、2、2、3、3、4、4、5、5、6、6、, …(OEIS) A000720号 ). 这个 沃尔夫拉姆 语言 为数字提供素数计数功能的命令 是 PrimePi公司 [ x个 ], 其最大值为 .
符号 用于表示 模素数 计数函数 ,即 素数 表单的 小于或等于 (Shanks,1993年,第21-22页)。
下表给出了 10的幂(OEIS A006880型 ), 扩展其他印刷表格(例如,Hardy和Wright 1979,第4页;Shanks 1993年,第242-243页; Ribenboim 1996,第237页; 德比郡2004年,第35页)。 请注意 错误计算为 梅赛尔(1885),第56次(哈维尔2003, 第171页),哈代和赖特(1979)和哈代(1999)引用的结果,有时 (错误地)称为 贝塔尔森数 . The的值 来自Deleglise and Rivat(1996),以及 由X.Gourdon于10月27日报道, 2000.Oliveira e Silva和X.Gourdon独立计算了 和 , 但在古尔登的计算中发现了一个错误。 给定的值 由Tomás Oliveira e Silva计算,他 使用一组硬件和程序参数(pers.comm。, 2008年4月7日)。 (的值 由Oliveira e Silva和X.Gourdon独立计算 已经同意所有10到10的权力 .) 由Büthe(2014)计算, Staple于2014年(Staple 2015) D.Baugh和K.Walisch(2015)使用 这个 素数 快速素数计数函数实现(Walisch)。
参考 1 4 古代 2 L.Pisano(1202;贝勒) 三 F.van Schooten(1657;贝勒) 4 F.van Schooten(1657年;贝勒) 5 T.Brancker(1668;Beiler) 6 A.Felkel(1785;Beiler) 7 J.P.公司。 库利克(1867;贝勒) 8 梅塞尔(1871;修正) 9 梅塞尔(1886;修正) 10 莱默(1959年;修正) 11 波曼(1972;修正) 12 13 14 Lagarias等人(1985年) 15 Lagarias等人(1985年) 16 Lagarias等人(1985年) 17 M.Deleglise和J.Rivat(1994) 18 Deleglise和Rivat(1996) 19 M.Deleglise(六月 1996年9月19日) 20 M.Deleglise(六月 19, 1996) 21 项目(2000年12月) 22 P.Demichel和X.Gourdon(2001年2月) 23 T.奥利维拉 e Silva(通讯社,2008年4月7日) 24 普拉特 25 Büthe(2014) 26 史泰博(2015) 27 D.Baugh和K.Walisch(2015)
在 数论 是的渐近形式 作为 变大。这是由 首要的 数论 ,其中指出
(3)
哪里 是 对数积分 和 是 渐进表示 . 这种关系是高斯在1792年(当时他15岁)首次提出的,尽管 直到1849年给约翰·恩克的一封信才被披露,直到1863年才出版(高斯 1863; 哈维尔2003年,第176-177页)。
下表比较了素数计数函数 , 黎曼 素数计数函数 、和 对数积分 10的幂,即。, 上面绘制了相应的差异 小的 . 注意,Hardy(1999年,第26页)为 不正确。 在下表中, 表示 最近的 整数函数 类似的表格比较 和 由Borwein和Bailey(2003年,第65页)提供。
斯隆 A057794号 A057752号 1 1 2 1 三 0 4 2 5 6 29 7 88 8 97 9 10 11 12 13 14 15 73218 16 327052 17 18 19 23884333 20 21 22
素数计数函数可以表示为 勒让德公式 , 莱默公式 , Mapes公司 方法 ,或 迈塞尔公式 .简史 尝试计算的次数 由Berndt(1994)给出。 采用下表 来自Riesel(1994),其中 是 渐进表示 .
方法 时间复杂性 存储复杂性 拉加里亚斯·米勒-奥德利斯科 拉加里亚斯·奥德利斯科1 拉加里亚斯·奥德利兹科 2 勒让德公式 莱默 Mapes方法 梅塞尔
上述洛克·恩斯特(Locker-Enst,1959年;Panaitopol,1999年;Havil,2003年,第179-180页)的近似公式如下所示:
(4)
哪里 与 谐波数 通过 。此公式在 的实际值 。其中的值 是1、109、113、114、199、200、201。。。 (组织环境信息系统 A051046号 ). Panaitopol(1999)表明 数量对所有人都是正数 .
的上限 由提供
(5)
对于 , 下限为
(6)
对于 (Rosser和Schoenfeld,1962年)。
哈代和赖特(1979年,第414页)给出了公式
(7)
对于 , 哪里 是 楼层功能 .
素数计数函数的修改版本如下所示
(8)
(9)
哪里 是 莫比乌斯函数 和 是 黎曼 素数计数函数 .
拉马努扬也表明
(10)
哪里 是 莫比乌斯函数 (伯恩特1994年,第117页; 哈维尔2003年,第199页)。
最小的 使得 对于 , 3。。。 是2、27、96、330、1008。。。 (组织环境信息系统 A038625型 ), 和相应的 是1、9、24、66、168、437。。。 (组织环境信息系统 A038626号 ). 解决方案的数量 对于 , 3, ... 是4、3、3、6、7、6。。。 (组织环境信息系统 A038627美元 ).
Ramanujan表明,对于足够大的 ,
(11)
这适用于 , 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, ... (组织环境信息系统 A091886号 ). 已知最大的 首要的 其中不等式 失败是 (伯恩特1994年,第112-113页)。 相关不等式
(12)
哪里
(13)
适用于 数量也不小(Berndt 1994,第114页)。
另请参见 贝塔尔森数 , 切比雪夫定理 , 等倍体 , 勒让德的 常量 , 勒让德公式 , 莱默·舒尔 方法 , 对数积分 , Mapes公司 方法 , 模块素数计数函数 , 素数算术级数 , 底漆 编号 , 素数定理 , 黎曼 素数计数函数 探索 数学世界课堂上的这个主题
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工具书类 Baugh,D.和Walisch,K.“新确认的π(1027)素数计数函数记录” https://www.mersenneforum.org/showthread.php?t=20473 . 2015年9月6日。 A.H.贝勒。 娱乐 《数论:数学女王的娱乐》。 纽约: 多佛,第218页,1966年。 伯恩特,B.C。 拉马努扬的 笔记本,第四部分。 纽约:Springer-Verlag,第134-135页,1994年。 布克, A.“第N个主页。” http://primes.utm.edu/nthprime/ . 博温, 素数和Zeta函数 数学 实验:21世纪的合理推理。 马萨诸塞州韦尔斯利:A K Peters,第63-72页,2003年。 布伦特,R.P。 “不规则 在素数和双素数的分布中。 " 数学。 计算。 29 , 43-56, 1975. Büthe,J.“一种实用的计算分析方法 二、。 “2014年10月26日。 http://arxiv.org/abs/1410.7008 . 考德威尔, C.“有多少个素数?” http://primes.utm.edu/howmany.shtml网站 . 解除管制, M.和Rivat,J.“计算 :Meissel、Lehmer、Lagarias、Miller、Odlyzko方法。 " 数学。 计算。 65 1996年,第235-245页。 J.德比郡。 底漆 迷恋:伯恩哈德·里曼和数学中最伟大的未解决问题。 纽约:企鹅出版社,2004年。 芬奇,S.R。 “Hardy-Littlewood常数。” §2.1英寸 数学 常量。 英国剑桥:剑桥大学出版社,第84-94页, 2003 《福布斯》,T.“Prime -元组。 " http://anthony.dforbes.googlepages.com/ktuplets.htm . 高斯, 成本加运费。 沃克, Teil I乐队10。 第10页,1863年。 古尔登,X。“新记录 π(x)的计算,x=10^21。”2000年10月27日。 http://listserv.nodak.edu/scripts/wa.exe?A2=ind0010&L=nmbrthry&P=2988 . 吉亚苏, S.“质数在一开始的分布有规律吗 正整数序列的? " 数学。 美格。 68 , 110-121, 1995 G.H.哈代。 拉马努扬: 关于他的生活和工作所建议主题的十二讲,第三版。 纽约: 切尔西,1999年。 G.H.哈代。 和Wright,E.M。 安 数字理论导论,第5版。 英国牛津:克拉伦登 出版社,1979年。 哈维尔,J。 伽马射线: 探索欧拉常数。 新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,第164-188页, 2003 Lagarias,J。; 米勒,V.S。; 和Odlyzko,A.“计算 : 梅塞尔-莱默方法。 " 数学。 计算。 44 , 537-560, 1985. 拉加里亚斯, J.和Odlyzko,A.“计算 :分析方法。 " J.算法 8 , 173-191, 1987. Locker-Enst,L.“Bemerkungüber die Verteilung 德尔·普里姆扎赫伦。 " 元素数学。 (巴塞尔) 14 , 1-5, 1959. 枫树, 直流。 “计算小于给定素数的快速方法 限制。 " 数学。 计算。 17 , 179-185, 1963. 梅塞尔, 电气工程师。 F、。 “你一定是Primzahlmenge的Bestimmung der innerhalb gegebener 格伦岑。 " 数学。 安。 2 ,636-6421870年。 E.D.梅塞尔。 F、。 “Berechnung der Menge von Primzahlen,welche innerhalb der ersten Milliarde naturlicher Zahlen vorkommen公司。 " 数学。 安。 25 , 251-257, 1885. 纳格尔, T.“功能 第16条 引言 数字理论。 纽约:Wiley,第54-57页,1951年。 帕纳托波尔, L.“几个近似值 ." 数学。 伊内克。 申请。 2 , 317-324, 1999. 普拉特, D.“计算 分析。 “出现在 数学。 计算。 里本鲍姆, 第页。 这个 素数记录新书,第三版。 纽约:Springer-Verlag,1996年。 里塞尔, H.“以下素数 ." 底漆 因式分解的数字和计算机方法,第2版。 马萨诸塞州波士顿:Birkhäuser, 1994年,第10-12页。 罗瑟,J.B。 和Schoenfeld,L.“近似值 一些素数函数的公式。 " 伊利诺伊州J.数学。 6 , 64-97, 1962. Séroul,R.“函数pi( ). “§8.7英寸 编程 对于数学家来说。 柏林:Springer-Verlag,第175-1812000页。 浅色, J。 http://www.math.uwaterloo.ca网站/ ~shallit/bib/pi.bib . 柄, D。 解决了的 《数论中未解决的问题》,第四版。 纽约:切尔西,1993年。 斯隆, 新泽西州。 答:。 序列 A000720号 /M0256, A006880型 /M3608中, A038625型 , A038626号 , A038627号 , A052434号 , A052435号 , A057752号 , A057794号 , 和 A091886号 在线百科全书 整数序列的。 " 斯台普,D.B。 “组合 计算算法 ." https://arxiv.org/abs/1503.01839 . 2015年5月28日。 瓦尔迪,I。 计算型 数学娱乐。 马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,第74-76页, 1991 Walisch,K.“快速素数计数函数实现” https://github.com/kimwalisch/primecount网站 . 沃尔夫, M.“素数分布中的意外规律” 网址:http://www.ift.uni.wroc.pl/ ~m沃尔夫/ . 引用的 关于Wolfram | Alpha 素数计数函数
引用如下:
埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。 “素数计数函数。” 发件人 数学世界 --Wolfram Web资源。 https://mathworld.wolfram.com/PrimeCountingFunction.html
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