7-4 素数对猜想 (15 分)

本文探讨了素数对猜想,即存在无限多对相邻且差为2的素数。通过定义d_n=p_{n+1}

7-4 素数对猜想 (15 分)
让我们定义d
​n
​​ 为:d
​n
​​ =p
​n+1
​​ −p
​n
​​ ,其中p
​i
​​ 是第i个素数。显然有d
​1
​​ =1,且对于n>1有d
​n
​​ 是偶数。“素数对猜想”认为“存在无穷多对相邻且差为2的素数”。
现给定任意正整数N(<10
​5
​​ ),请计算不超过N的满足猜想的素数对的个数。
输入格式:

输入在一行给出正整数N。
输出格式:

在一行中输出不超过N的满足猜想的素数对的个数。
输入样例:

20
输出样例:

4

这题的关键就是打素数表

关于素数筛可参考我的另一篇博客: 素数筛(打素数表)

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int a[100010];		//a打表 
int b[100010], t;	//b按顺序存素数 
const int n = 100010;	//打<n的素数表 
void Prime()
{
	a[1] = 1;	//1表示合数,0表示素数 
	a[2] = 0;
	for(int i = 2;i < n;i++)
	{
		if(!a[i])	//若i是素数,则i的倍数全部置为合数 
		{
			for(int j = i+i;j < n;j += i)
			{
				a[j] = 1;
			}
			b[t++] = i;
		//	cout<<i<<' ';	
		}
	}
}

int main()
{
	int N, ans = 0;
	cin>>N;
	Prime();
	for(int i = 0;b[i] < N;i++)
	{
		if(b[i+1]-b[i] == 2) ans++;
	}
	cout<<ans<<endl;
	return 0;
}
### 验证哥德巴赫猜想的算法与代码实现 为了验证哥德巴赫猜想,即任何大于2的偶数可以表示为两个素数之和,可以通过编写程序来测试一定范围内的偶数是否满足这一条件。下面展示了一个完整的解决方案。 #### 判断素数的方法 定义一个辅助函数`is_prime()`用于检测给定整数是否为素数。该函数接收一个参数n并返回布尔值True或False。对于小于等于1的情况直接返回False;当输入数值较大时通过循环检查是否存在因子[^3]。 ```c int is_prime(int n) { if (n <= 1) return 0; for (int i = 2; i * i <= n; ++i) { if (n % i == 0) return 0; } return 1; } ``` #### 主逻辑流程 在主函数中设置起始区间(例如100至110),利用for循环迭代每一个符合条件的偶数n,并尝试将其拆为两个较小的部a+b=n。这里采用双重嵌套结构:外层负责枚举候选解之一a,内层则计算对应的另一部b=n−a。每当找到一对合法组合时立即打印出来并终止当前轮次继续下一个更大的偶数处理过程[^1]。 ```c #include <stdio.h> // ... 上述已给出的is_prime()... int main(void){ // 测试范围内所有的偶数 for(int n=100;n<=110;n+=2){ bool found=false; for(int a=3;(a<=n/2)&&!found;a++){ int b=n-a; if(is_prime(a)==true && is_prime(b)==true){ printf("%d=%d+%d\n",n,a,b); found=true; } } if(!found){ printf("Error: No solution found for number %d.\n",n); } } return 0; } ``` 此段代码实现了对指定区间的每个偶数进行哥德巴赫猜想验证的功能。每次遇到能够被解成两个素数之和的情形都会输出相应的表达形式;反之如果没有发现合适的配对,则报告错误信息提示未能成功匹配。
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