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Primzahllücke

Universität / Fachhochschule

Tags: Lücke, Primfaktorenzerlegung, Primzahl

 
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frage12

frage12

17:48 Uhr, 14.02.2021

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Stellen Sie zwei Primzahllücken der Länge 9 her. Beschreiben Sie Ihr Vorgehen und begründen Sie, warum diese Zahlen keine Primzahlen sein können.
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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abakus

abakus

18:09 Uhr, 14.02.2021

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Ab n=5 besitzt jede Primzahl entweder die Form 6k+1 oder 6k-1.
Mindestvoraussetzung für eine etwas größere Primzahllücke ist also, dass man Werte für k untersucht, bei denen sowohl 6k-1 als auch 6k+1 keine Primzahlen sind.
So ist beispielsweile weder 119 noch 121 eine Primzahl.
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HAL9000

HAL9000

19:21 Uhr, 14.02.2021

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Wenn die Größe der Zahlen keine Rolle spielt, wo diese Lücke sein soll, dann kann man für eine gesuchte Lücke der Größe n einfach die Zahlen

ak=(n+1)!+k für k=2,,n+1

nehmen, denn ak ist dann durch k teilbar. Man kann auch größenmäßig etwas behutsamer vorgehen und statt (n+1)! das Produkt aller Primzahlen n+1 nehmen, das würde auch bereits reichen (in dem Fall ist ak dann zumindest noch durch den kleinsten Primfaktor von k teilbar, das reicht ja auch).

Für n=9 wäre das ak=2357+k=210+k für k=2,,10.
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abakus

abakus

19:40 Uhr, 14.02.2021

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Bei der Aufgabenstellung muss man noch einiges hinterfragen.
Zunächst mal gibt es für "Primzahllücke" keine verbindliche anerkannte Definition:
de.wikipedia.org/wiki/Primzahllücke

Weiterhin ist nachzufragen, ob mit "Primzahllücke der Länge 9" wirklich "genau die Länge 9" oder "mindestens die Länge 9" gemeint ist.

Dann geht es vielleicht auch noch um folgende Spitzfindigkeit:
Zählen
(114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122)
und
(115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123)
bereits als ZWEI Lücken der Länge 9?
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HAL9000

HAL9000

19:55 Uhr, 14.02.2021

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Letzteres kann man über das Zusatzwörtchen "disjunkt" klarstellen.

Ersteres finde ich nun eher spitzfindig. Wenn man "genau 9" will, dann sollte man es eher so formulieren: Man finde zwei aufeinander folgende Primzahlen im Abstand 10.


Außerdem achte man auf die Formulierung in der Anleitung

> begründen Sie, warum diese Zahlen keine Primzahlen sein können.

Bei "genau 9" wäre noch anzufügen gewesen: "Begründen Sie außerdem, warum die Lücke nicht größer als 9 ist, d.h., die beiden angrenzenden Werte tatsächlich Primzahlen sind". ;-)
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