Подобно звёздам на небосводе сияют в числовом космосе простые числа. Не одну тысячу лет к ним приковано внимание математиков – их вновь и вновь ищут, исследуют, находят им применение. Евклид и Эратосфен, Эйлер и Гаусс, Рамануджан и Харди, Чебышёв и Виноградов... Этот перечень выдающихся учёных занимавшихся простыми числами и задачами с ними связанными можно продолжать и продолжать.
На страницах нашего сайта уже шла речь о бесконечности ряда простых чисел и некоторых смежных вопросах. При этом нас интересовали все простые числа сразу. Иногда же интересно рассмотреть совокупности из двух, трёх, четырёх или более простых чисел. Именно о таких совокупностях – созвездиях простых чисел – пойдёт речь далее.
Простые числа-близнецыДва простых числа, которые отличаются на 2, как
5 и 7,
11 и 13,
17 и 19,
получили образное название близнецы (эти числа называют ещё парными простыми числами). Любопытно, что в натуральном ряду имеется даже тройня простых чисел – это числа
3, 5, 7.
Ну а сколько всего существует близнецов – современной математике неизвестно.
Числа-близнецы из заданной таблицы чисел можно просеивать, слегка подправив решето Эратосфена. Если для каждого вычеркнутого Эратосфена числа n вычеркнуть так же число n – 2, то в таблице останутся лишь такие числа р, для которых число р + 2 тоже простое. В пределах первой сотни близнецы – это следующие пары чисел:
3 и 5,
5 и 7,
11 и 13,
17 и 19,
29 и 31,
41 и 43,
59 и 61,
71 и 73.
С парами близнецов в пределах 10000 можно познакомиться на страницах нашего сайта в Таблице простых и парных простых чисел, не превосходящих 10000, где они выделены красным цветом.
Вот лишь некоторые свойства этих чисел, которых лежат на самой поверхности океана простых чисел:
все пары простых близнецов, кроме 3 и 5, имеют вид 6n ± 1;при делении на 30 все пары близнецов, кроме первых двух, дают следующие пары остатков:11 и 13,
17 и 19,
29 и 1;
по мере удаления от нуля близнецов становится всё меньше и меньше. Так, в пределах первой сотни натуральных чисел существуют восемь пар близнецов, а в пределах пяти сотен с 9501 по 10000 – шесть.Предполагается, что пар простых чисел-близнецов бесконечно много, но это не доказано. Исследования, проводимые в "глубоком числовом космосе", продолжают выявлять эти замечательные и загадочные пары. На данный момент рекордсменами считаются близнецы
3756801695685 · 2666669 ± 1,
которые были обнаружены 24 декабря 2011 года в рамках реализации проекта PrimeGrid. Для записи каждого из этих чисел понадобиться 200700 цифр.
Простые числа-триплеты
Это тройка различных простых чисел, разность между наибольшим и наименьшим из которых минимальна. Наименьшими простыми числами, отвечающими заданному условию, являются –
2, 3, 5 и 3, 5, 7.
Данная пара триплетов исключительна, так как во всех остальных случаях разность между первым и третьим членом равна шести. Обобщённо: последовательность простых чисел
p, p+2, p+6 или p, p+4, p+6
называется триплетом.
Простые числа-триплеты в пределах первой сотни:
5, 7, 11;
7, 11, 13;
11, 13, 17;
13, 17, 19;
17, 19, 23;
37, 41, 43;
41, 43, 47;
67, 71, 73.
В решении.
Объяснение:
1. Выполнить деление:
(27 + b³)/(81 - b⁴) : (b² - 3b + 9)/(b² + 9);
1) Преобразовать первую дробь:
в числителе сумма кубов, разложить по формуле:
3³ + b³ = (3 + b)(3² - 3b + b²) =
= (3 + b)(9 - 3b + b²);
В знаменателе разность кубов, развернуть:
81 - b⁴ = (9 - b²)(9 + b²);
Преобразованная первая дробь:
(3 + b)(9 - 3b + b²)/(9 - b²)(9 + b²);
2) Произвести деление:
(3 + b)(9 - 3b + b²)/(9 - b²)(9 + b²) : (b² - 3b + 9)/(b² + 9) =
Чтобы разделить дробь на дробь, нужно числитель первой дроби умножить на знаменатель второй дроби, а знаменатель первой умножить на числитель второй дроби:
= [(3 + b)(9 - 3b + b²) * (b² + 9)] / [(9 - b²)(9 + b²) * (9 - 3b + b²)] =
сократить (разделить) (9 - 3b + b²) и (9 - 3b + b²) на (9 - 3b + b²), (b² + 9) и )(9 + b²) на (9 + b²):
= (3 + b)/(9 - b²)=
в знаменателе разность квадратов, развернуть:
= (3 + b)/(3 - b)(3 + b)=
сократить (разделить) (3 + b) и (3 + b) на (3 + b):
= 1/(3 - b). Последний ответ.
2. Избавиться от иррациональности в знаменателе.
5/(√11 - √6);
Нужно умножить дробь (числитель и знаменатель) на сопряжённое выражение (√11 + √6):
5/(√11 - √6) * (√11 + √6)/(√11 + √6) =
= [5 * (√11 + √6)] / [ (√11 - √6) * (√11 + √6)] =
в знаменателе развёрнута разность квадратов, свернуть:
= [5 * (√11 + √6)] / [(√11)² - (√6)²] =
= [5 * (√11 + √6)] / [11 - 6] =
= [5 * (√11 + √6)] / 5 =
сократить 5 и 5 =
= (√11 + √6). Последний ответ.
3. Найти значение выражения 39a-15b+25, если (3a-6b+4)/(6a-3b+4)=7.
1) Избавиться от дробного вида второго выражения:
(3a-6b+4)/(6a-3b+4)=7
3a-6b+4 = 7(6a-3b+4)
раскрыть скобки:
3a-6b+4 = 42a - 21b + 28
привести подобные члены:
3a-6b-42+21b = 28-4
-39a+15b=24/-1
39a-15b= -24;
2) Подставить в первое выражение значение второго выражения:
39a-15b+25;
39a-15b= -24;
-24 + 25 = 1.