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关于【n^2+1猜想】的猜想

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猜想:
取 N=2*3*5*...*p_n,
p_n < P ≤ kN+1,
0 < k < p_(n+1),
则:存在k满足 (kN)^2 ≢ -1(modP),使得 N^2+1 是素数。


IP属地:上海1楼2026-04-17 18:10回复
    实例验证:
    (1)N=2,p_n < P ≤ kN+1
    k=1,kN=2,2 < P ≤ 3,(kN)^2 = 4 ≢ -1(modP), N^2+1 = 2^2+1 = 5
    k=2,kN=4,2 < P ≤ 5,(kN)^2 = 16 ≢ -1(modP), N^2+1 = 4^2+1 = 17
    .
    (2)N=2*3=6,p_n < P ≤ kN+1
    k=1,kN=6,3 < P ≤ 7,(kN)^2 = 36 ≢ -1(modP), N^2+1 = 6^2+1 = 37
    k=2,kN=12,kN的个位数是2舍去。
    k=3,kN=18,kN的个位数是8舍去。
    k=4,kN=24,3 < P ≤ 25,(kN)^2 = 576 ≢ -1(modP), N^2+1 = 24^2+1 = 577
    .
    (3)N=2*3*5=30,p_n < P ≤ kN+1
    k=1,kN=30,5 < P ≤ 31,(kN)^2 = 900 ≡ -1(modP=17), N^2+1 = 30^2+1 = 17*53
    k=2,kN=60,5 < P ≤ 61,(kN)^2 = 3601 ≡ -1(modP=13), N^2+1 = 60^2+1 = 13*277
    k=3,kN=90,5 < P ≤ 91,(kN)^2 = 8100 ≢ -1(modP), N^2+1 = 90^2+1 = 8101
    k=4,kN=120,5 < P ≤ 121,(kN)^2 = 14400 ≢ -1(modP), N^2+1 = 120^2+1 = 14401
    k=5,kN=150,5 < P ≤ 151,(kN)^2 = 22500 ≢ -1(modP), N^2+1 = 150^2+1 = 25501
    k=6,kN=180,5 < P ≤ 181,(kN)^2 = 32400 ≢ -1(modP), N^2+1 = 180^2+1 = 32401


    IP属地:上海2楼2026-04-17 19:31
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      2026-04-22 17:19:31
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      N=10k,N^2+1 = 1+100k^2:101, 401, 901, 1601, 2501, 3601, ...
      N=10k+4,N^2+1 = 100k^2+80k+16
      N=10k+6,N^2+1 = 100k^2+120k+36


      IP属地:上海3楼2026-04-18 07:00
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        (4)N=2*3*5*7=210,p_n < P ≤ kN+1
        k=1,kN=210,7 < P ≤ 211,(kN)^2 = 44100 ≢ -1(modP), N^2+1 = 210^2+1 = 44101
        k=2,kN=420,5 < P ≤ 421,(kN)^2 = 176401 ≢ -1(modP), N^2+1 = 420^2+1 = 176401
        .
        k=3,kN=630,5 < P ≤ 631,(kN)^2 = 396900 ≡-1(modP), N^2+1 = 630^2+1 = 73*5437
        k=4,kN=840,5 < P ≤ 841,(kN)^2 = 705600 ≡ -1(modP), N^2+1 = 840^2+1 = 13*54277
        .
        k=5,kN=1050,5 < P ≤ 1051,(kN)^2 = 11025 ≢ -1(modP), N^2+1 = 1050^2+1 = 1192501
        .
        k=6,kN=1260,5 < P ≤ 1261,(kN)^2 = 1587600 ≡ -1(modP), N^2+1 = 1260^2+1 = 349*4549
        k=7,kN=1470,5 < P ≤ 1471,(kN)^2 = 2160900 ≡ -1(modP), N^2+1 = 1470^2+1 =137*15773
        k=8,kN=1680,5 < P ≤ 1681,(kN)^2 = 1680^2 ≡ -1(modP), N^2+1 = 1680^2+1 =113*24977
        k=9,kN=1890,5 < P ≤ 1891,(kN)^2 = 1890^2 ≡ -1(modP), N^2+1 = 1890^2+1 =13*274777
        k=10,kN=2100,5 < P ≤ 2100,(kN)^2 = 2100^2 ≡ -1(modP), N^2+1 = 2100^2+1 =29*41*3709


        IP属地:上海5楼2026-04-18 14:37
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          猜想:
          取素数连乘积 N=2*3*5*...*p_n,
          素数P满足:p_n < P ≤ kN+1,
          自然数k满足:0 < k < p_(n+1),
          则:存在k满足 (kN)^2 ≢ -1(modP),使得 N^2+1 是素数。
          .
          参考实例1:
          N=2*3*5=30,p_n < P ≤ kN+1
          k=1,kN=30,5 < P ≤ 31,(kN)^2 = 900 ≡ -1(modP=17), N^2+1 = 30^2+1 = 17*53
          k=2,kN=60,5 < P ≤ 61,(kN)^2 = 3601 ≡ -1(modP=13), N^2+1 = 60^2+1 = 13*277
          k=3,kN=90,5 < P ≤ 91,(kN)^2 = 8100 ≢ -1(modP), N^2+1 = 90^2+1 = 8101
          k=4,kN=120,5 < P ≤ 121,(kN)^2 = 14400 ≢ -1(modP), N^2+1 = 120^2+1 = 14401
          k=5,kN=150,5 < P ≤ 151,(kN)^2 = 22500 ≢ -1(modP), N^2+1 = 150^2+1 = 25501
          k=6,kN=180,5 < P ≤ 181,(kN)^2 = 32400 ≢ -1(modP), N^2+1 = 180^2+1 = 32401
          取k=3,4,5,6时,(kN)^2+1是素数。
          .
          证明:假设 k_m = -1+p_(n+1) 对于每个k (0<k<p_(n+1)) 值,均有
          (N)^2 +1 = P1*X1
          (2N)^2 +1 = P2*X2
          (3N)^2 +1 = P3*X3
          ...
          (k_m*N)^2 +1 = Pm*Xm


          IP属地:上海6楼2026-04-19 06:09
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            AI分析资料:
            先把你这个猜想严格重述清楚,再分析结构、已有实例与证明难点,最后指出它本质上和素数无穷多、型如 M2+1 的素数密切相关。
            1. 猜想的规范表述设:
            p1=2,p2=3,…,pn 为前 n 个素数,
            素数连乘积:N=p1p2⋯pn,
            下一个素数:p_(n+1),
            自然数 k 满足 1≤k<p_(n+1),
            素数 P 满足 p_n<P≤kN+1。
            猜想:存在某个 k∈{1,2,…,p_(n+1)−1},使得(kN)^2≡−1(modP)对所有满足条件的素数 P 成立,并且此时(kN)^2+1是素数。用更直白的话说:在前 n 个素数乘积 N 的倍数 kN 中,只要 k 小到 k<p_(n+1),就一定能找到一个 k,使得 (kN)^2+1 是素数,且这个 k 对应的 (kN)^2 不会在某个中间素数 P 处满足 (kN)^2≡−1(modP)。
            2. 你给的实例验证,取前 3 个素数:
            p1=2,p2=3,p3=5,N=2⋅3⋅5=30,pn+1=7所以 k=1,2,3,4,5,6。
            k=1:30^2+1=901=17⋅53(合数),且 30^2≡−1(mod17)
            k=2:60^2+1=3601=13⋅277(合数),且 60^2≡−1(mod13)
            k=3:90^2+1=8101(素数),且对所有 5<P≤91 都有 90^2≡−1(modP)
            k=4,5,6 同理都得到素数,且不满足 (kN)^2≡−1(modP)
            完全符合你写的结论。
            3. 关键观察:为什么前两个 k 会 “撞” 到 (kN)^2≡−1(modP)
            (1) 同余式 (kN)^2≡−1(modP) 的含义
            (kN)^2≡−1(modP)⟺(kN)^4≡1(modP),即 kN 在模 P 乘法群中的阶为 4。
            这要求:P≡1(mod4),且 −1 是模 P 的二次剩余。
            (2) 为什么 k=1,2 时会出现这种 P
            P=17∣30^2+1,即 30^2≡−1(mod17)
            P=13∣60^2+1,即 60^2≡−1(mod13)
            这说明:当 (kN)^2+1 是合数时,它必然被某个素因子 P 整除,而这个 P 恰好满足 (kN)^2≡−1(modP)。反过来:如果对所有 p_n<P≤kN+1 都有 (kN)^2≡−1(modP),那么 (kN)^2+1 就没有小于等于自身的真素因子,只能是素数。这一步是等价的,不是猜想,是数论基本事实:设 M=kN,若 M^2+1 是合数,则存在素因子 P∣M^2+1,从而 M^2≡−1(modP)。因此,若不存在这样的 P(在你指定范围里),则 M^2+1 必为素数。
            4. 猜想可以简化为一个更强、更清晰的命题从上面等价性,你的猜想等价于:
            设 N=p1p2⋯pn,p_(n+1) 是下一个素数,
            则存在 k∈{1,2,…,p_(n+1)−1},使得>(kN)^2+1>是素数。
            因为:只要 (kN)^2+1 是素数,就自动满足:不存在素数 P∣(kN)^2+1,
            也就是对所有 P 都有 (kN)^2≡−1(modP)。
            反之,若对所有合适 P 都不满足同余,则 (kN)^2+1 必素。
            所以你写的 “存在 k 满足 (kN)^2≡−1(modP),使得 N^2+1 是素数”其实就是:
            在 k=1,…,p_(n+1)−1 中,至少有一个 k 使 (kN)^2+1 为素数。
            5. 为什么这是一个深刻、目前无法证明的猜想?
            (1) 它蕴含:型如 M^2+1 的素数有无穷多如果对任意 n 都存在这样的 k<p_(n+1),使得(kN)^2+1 是素数,那么随着 n→∞,kN 可以任意大,从而M^2+1 素数有无穷多。这是数论中百年未决的经典难题,至今没有证明。
            (2) 它还蕴含更强的控制:素数出现在非常稀疏的轨道上你不仅要求 M^2+1 素,还要求M=k⋅(p1p2⋯p_n),k<p_(n+1).这是极稀疏的序列,比随便取 M 难得多。
            (3) 小例子成立不代表一般成立你给的 n=3 只是极小例子。更大的 n(比如 n=4,N=210,p_(n+1)=11)可以继续验证:k=1,…,10看是否有某个 k 使 (210k)^2+1 素。但有限验证永远不能算证明。
            6. 结论总结
            你的猜想逻辑自洽同余条件 (kN)^2≡−1(modP) 与 (kN)^2+1 为素数完全等价。
            猜想等价于对每个 n,存在 1≤k<p_(n+1),使得 (k⋅p1⋯p_n)^2+1 是素数。
            目前无法严格证明。
            因为它直接推出 “M^2+1 素数无穷多”,这是公开难题;同时你还对 M 加了极强的结构限制(素数连乘积的小倍数)。
            现有实例完全支持猜想至少在你给的小情形下,猜想成立,且规律非常清晰。
            如果你愿意,我可以:
            用程序帮你继续验证更大的 n(比如 N=210,2310 等),
            或者把这个猜想整理成一篇可直接投稿的数学猜想短文。


            IP属地:上海7楼2026-04-19 06:46
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              猜想:设偶数 N=10x+a,a=0,4,6,x>0
              素数P满足:2 < P ≤ √(N^2+1)
              则:存在无穷多个x&a,使得N^2 ≢ -1(modP),导致 N^2+1 是素数。


              IP属地:上海8楼2026-04-19 15:30
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                N=10x+a,a=0,x>0序列
                P≡1(mod4),N^2≡-1(modP),
                .
                P=5对应的偶数序列:
                N=N'+2kP=2+10k
                2,12,22,32,42,52,62,72,82,,92,...;
                N=N''+2Pk=(2P-N')+2Pk=8+10k
                8,18,28,38,48,58,68,78,88,98,...;
                .
                P=13对应的偶数序列:
                N=N'+2kP=8+26k
                8,34,60,86,112,138,164,190,...;
                N=N''+2kP=(26-8)+26k=18+26k
                18,44,70,96,122,148,174,200,...;


                IP属地:上海9楼2026-04-20 10:15
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                  2026-04-22 17:13:31
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                  P=17对应的偶数序列:
                  N=N'+2kP=4+34k
                  4,38,72,106,140,174,208,242,...;
                  N=N''+2kP=(34-4)+45k=30+34k
                  30,68,102,136,170,204,238,272,...;
                  .
                  P=29对应的偶数序列:
                  N=N'+2kP=12+58k
                  12,70,128,186,244,302,360,418,...;
                  N=N''+2kP=(58-12)+58k=46+58k
                  46,104,162,220,278,336,394,452,...;
                  .
                  P=41对应的偶数序列:
                  N=N'+2kP=32+82k
                  32,114,196,278,360,442,524,606,...;
                  N=N''+2kP=(82-32)+82k=50+82k
                  50,132,214,296,378,460,542,624,...;


                  IP属地:上海10楼2026-04-20 17:53
                  收起回复
                    :设素数P≡1(mod4),区间(0,2P)内的偶数为N,形如 N^2+1的素数个数R(2P)。
                    则:R(2P) = P∏(1-2/p) + C,
                    p ≡ 1(mod4), p ≤ P;
                    C是被p筛掉的形如N^2+1的素数个数。
                    .
                    实例验证:P=17
                    数学模型渐近函数计算:
                    R(2P) = P∏(1-2/p) + C
                    = 17(1-2/5)(1-2/13)(1-2/17) + 1 ≈ 7.62+1 = 8.62
                    .
                    (2^2+1=5),
                    4^2+1=17, 6^2+1=37, 10^2+1=101, 14^2+1=197, 16^2+1=257,
                    20^2+1=401, 24^2+1=577, 26^2+1=677;
                    实验数据:R(2*17)=9


                    IP属地:上海11楼2026-04-21 07:13
                    收起回复