Articulo de referencia

constante prima

La constante prima es el número real ρ {\displaystyle \rho } cuyo norte {\displaystyle n} El dígito binario es 1 si norte {\displaystyle n} es primo y 0 si norte {\displaystyle ...

La constante prima es el número realρ{\displaystyle \rho }cuyonorte{\displaystyle n}El dígito binario es 1 sinorte{\displaystyle n}es primo y 0 sinorte{\displaystyle n}es compuesto o 1. [ 1 ]

En otras palabras,ρ{\displaystyle \rho }es el número cuya expansión binaria corresponde a la función indicadora del conjunto de números primos . Es decir,

ρ=pag12pag=norte=1χPAG(norte)2norte{\displaystyle \rho =\sum _{p}{\frac {1}{2^{p}}}=\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {\chi _{\mathbb {P} }(n)}{2^{n}}}}

dóndepag{\displaystyle p}indica un número primo yχPAG{\displaystyle \chi _{\mathbb {P} }}es la función característica del conjuntoPAG{\displaystyle \mathbb {P} }de números primos.

El comienzo de la expansión decimal de ρ es:ρ=0.414682509851111660248109622{\displaystyle \rho =0.414682509851111660248109622\ldots }(secuencia A051006 en el OEIS ) [ 1 ]

El inicio de la expansión binaria es:ρ=0.0110101000101000101000100002{\displaystyle \rho =0.011010100010100010100010000\ldots _{2}}(secuencia A010051 en el OEIS )

Irracionalidad

El númeroρ{\displaystyle \rho }es irracional . [ 2 ]

Demostración por contradicción

Suponerρ{\displaystyle \rho }eran racionales .

Denotemos elk{\displaystyle k}dígito n de la expansión binaria deρ{\displaystyle \rho }porrk{\displaystyle r_{k}}. Entonces, desde entoncesρ{\displaystyle \rho }Se supone que es racional, su expansión binaria es eventualmente periódica, y por lo tanto existen enteros positivosnorte{\displaystyle N}yk{\displaystyle k}de tal manera que rnorte=rnorte+ik{\displaystyle r_{n}=r_{n+ik}}a pesar denorte>norte{\displaystyle n>N}y todoinorte{\displaystyle i\in \mathbb {N} }.

Dado que hay un número infinito de números primos, podemos elegir un primo.pag>norte{\displaystyle p>N}Por definición vemos querpag=1{\displaystyle r_{p}=1}Como se ha señalado, tenemosrpag=rpag+ik{\displaystyle r_{p}=r_{p+ik}}a pesar deinorte{\displaystyle i\in \mathbb {N} }Ahora consideremos el casoi=pag{\displaystyle i=p}. Tenemosrpag+ik=rpag+pagk=rpag(k+1)=0{\displaystyle r_{p+i\cdot k}=r_{p+p\cdot k}=r_{p(k+1)}=0}, desdepag(k+1){\displaystyle p(k+1)}es compuesto porquek+12{\displaystyle k+1\geq 2}. Desderpagrpag(k+1){\displaystyle r_{p}\neq r_{p(k+1)}}vemos queρ{\displaystyle \rho }es irracional.

Referencias

  1. 1 2 Weisstein, Eric W. "Constante prima" . mathworld.wolfram.com . Consultado el 31 de enero de 2025 .
  2. Hardy, GH (2008). Introducción a la teoría de los números . EM Wright , DR Heath-Brown, Joseph H. Silverman (6.ª ed.). Oxford: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-921985-8OCLC 214305907