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ウラムの螺旋について詳しく

ウラムの螺旋

ウラムの螺旋は、1から始めて反時計回りに曲がりながら、正の整数を正方形に書き込みます。素数に印を付けると、斜めの線の上に集まります。その線の一本一本が二次多項式です。螺旋を41から始めると、一本の対角線がオイラーの式になり、40回続けて素数が並びます。 ドラッグで移動、スクロールでズームし、マスをクリックするとその対角線の二次式が表示されます。

使い方

  1. このページを開いて素数を見てください。斜めの筋こそが発見のすべてです。
  2. ドラッグで移動、スクロールでズームするか、お気に入りの「5×5 グリッド」を開いてすべての数字を読みましょう。
  3. 「オイラーの40」を選ぶかマスをクリックして多項式を読み、PNGで保存します。

整数の螺旋

経路は1から始まります。右に一歩進み、左に曲がり、まっすぐな区間は前の区間より一歩ずつ長くなります。最初の正方形は、左上が17、右下が25のおなじみのブロックです。素数には印が付きます。合成数は薄く表示することも隠すこともでき、隠した状態が1963年にウラムが描いた絵です。

対角線は式である

正方形の対角線は、ちょうど二次式 4n² + bn + c の値の集まりです。因数分解できる式もあり、その対角線には素数がありません。オイラーの式のように、同じ大きさの無作為な数よりはるかに頻繁に素数になる式もあります。マスをクリックすると、式、その線上で最も長い素数の連続、そして 1 / ln n との比較が表示されます。

40個の素数、1本の対角線

n² + n + 41 は n = 0 から 39 まで素数です。n = 40 では値が 1,681 = 41² になります。中央のマスを41にすると、螺旋上でこれらの数は対角線 4n² − 2n + 41 になります。列は 1,523 から 41 を通って 1,601 まで続く40個の素数で、そこで途切れます。ハーディとリトルウッドの予想は、この多項式が偶然のほぼ7倍の頻度で素数になると予測します。素数が永遠に続くことを証明するものではありません。

よくある質問

ウラムの螺旋とは何ですか?

1963年にスタニスワフ・ウラムが考案した、正の整数の四角い螺旋です。1から始めて右に一歩進み、反時計回りに曲がります。素数に印を付けると、斜め・横・縦の線上に集まります。

なぜ素数は線上に並ぶのですか?

それぞれの線は二次多項式 4n² + bn + c です。ほとんど常に小さな素数で割り切れる式もあれば、オイラーの式のようにほとんど割り切れない式もあります。

オイラーの40個の素数の列とは何ですか?

n² + n + 41 は n = 0 から 39 まで素数で、n = 40 で 41² になります。螺旋を41から始めると、これらの値は 1,523 から 41 を通って 1,601 まで続く1本の対角線 4n² − 2n + 41 になります。

螺旋は素数の公式を証明しますか?

いいえ。違いを目に見えるようにするだけです。ハーディとリトルウッドの予想Fは、各二次式がどれだけ素数に富むはずかを予測します。無限に多くの素数を生む二次式は、まだ一つも証明されていません。

螺旋はデバイスの外に送られますか?

いいえ。ふるい、螺旋、画像はすべてブラウザ内で計算されます。PNGで保存するか、PictorX エディターでキャンバスを開けます。

試してみますか?

ブラウザで PictorX を開きます。インストール不要、始めるのにクレジットカードも不要です。

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