数论/相对记录
在一个波动整数序列中,每一项都有一个相对记录分数,由以下公式定义:
"相对记录" =
其中 S(x) 是序列中观察到的项,S(m) 是 S(k) 在 1 ≤ k ≤ x − 1 范围内 的最大值。
逆值定义为从 1 中减去该值。
"相对记录" 和 "相对记录 (逆)" 都是 0 到 1 之间的实数。当且仅当 S(x) 是序列中的记录项时,"相对记录" 大于 0.5。当且仅当 S(x) 是序列中的记录项时,"相对记录 (逆)" 小于 0.5。当且仅当对所有正整数 k,k < x,S(k) < S(x) 时,项 S(x) 是记录项。根据惯例:
- 任何整数序列的第一项都被认为是记录项。
- 打平但没有打破记录的项不被视为记录项。
整数序列 S(x) 是一个波动整数序列,当且仅当它既不是“最终严格递增”也不是“最终严格递减”。等效地:
- I) 存在无穷多个自然数 n,使得 S(n + 1) > S(n)。
- II) 存在无穷多个自然数 n,使得 S(n + 1) < S(n)。
在数论中,两个重要的波动整数序列是除数函数 d(n) 和素数间隙。对于任何自然数 n,d(n) 是 n 的正除数的个数。例如,d(15) = 4,因为十五有四个除数:1、3、5 和 15。素数间隙,顾名思义,是相邻素数之间的算术差。在 1 到 100 之间有 25 个素数,它们是 2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、59、61、67、71、73、79、83、89 和 97。要找到素数间隙,您需要从它的后继者中减去一个素数;例如,要找到第八个素数间隙,您需要减去第八和第九个素数:23 - 19 = 4。前 24 个素数间隙是
1, 2, 2, 4, 2, 4, 2, 4, 6, 2, 6, 4, 2, 4, 6, 6, 2, 6, 4, 2, 6, 4, 6, 8.
该序列中的记录是 g(1) = 1,g(2) = 2,g(4) = 4,g(9) = 6 和 g(24) = 8。下一次记录被打破是在第 30 项:g(30) = 127 - 113 = 14。在那之后,您将不会找到更大的项,直到第 99 项:g(99) = 541 - 523 = 18。记录在 g(154) = 907 - 887 = 20 处再次被打破。由于素数定理,素数间隙会任意增长,因此该记录将不断被打破。
d(n) 创下新纪录的数字称为高度合数。1000 以下的高度合数是
1、2、4、6、12、24、36、48、60、120、180、240、360、720 和 840。
对于所有 n > 1,d(n) 至少为 2。具有恰好两个除数的数字是素数。
| n | d(n) | 相对记录 | 相对记录 (逆) | 
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 不适用 | 不适用 | 
| 2 | 2 | 0.666667 | 0.333333 | 
| 3 | 2 | 0.500000 | 0.500000 | 
| 4 | 3 | 0.600000 | 0.400000 | 
| 5 | 2 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 6 | 4 | 0.571429 | 0.428571 | 
| 7 | 2 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 8 | 4 | 0.500000 | 0.500000 | 
| 9 | 3 | 0.428571 | 0.571429 | 
| 10 | 4 | 0.500000 | 0.500000 | 
| 11 | 2 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 12 | 6 | 0.600000 | 0.400000 | 
| 13 | 2 | 0.250000 | 0.750000 | 
| 14 | 4 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 15 | 4 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 16 | 5 | 0.454545 | 0.545455 | 
| 17 | 2 | 0.250000 | 0.750000 | 
| 18 | 6 | 0.500000 | 0.500000 | 
| 19 | 2 | 0.250000 | 0.750000 | 
| 20 | 6 | 0.500000 | 0.500000 | 
| 21 | 4 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 22 | 4 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 23 | 2 | 0.250000 | 0.750000 | 
| 24 | 8 | 0.571429 | 0.428571 | 
| 25 | 3 | 0.272727 | 0.727273 | 
| 26 | 4 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 27 | 4 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 28 | 6 | 0.428571 | 0.571429 | 
| 29 | 2 | 0.200000 | 0.800000 | 
| 30 | 8 | 0.500000 | 0.500000 | 
| 31 | 2 | 0.200000 | 0.800000 | 
| 32 | 6 | 0.428571 | 0.571429 | 
| 33 | 4 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 34 | 4 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 35 | 4 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 36 | 9 | 0.529412 | 0.470588 | 
| 37 | 2 | 0.181818 | 0.818182 | 
| 38 | 4 | 0.307692 | 0.692308 | 
| 39 | 4 | 0.307692 | 0.692308 | 
| 40 | 8 | 0.470588 | 0.529412 | 
| 41 | 2 | 0.181818 | 0.818182 | 
| 42 | 8 | 0.470588 | 0.529412 | 
| 60 | 12 | 0.545455 | 0.454545 | 
| 80 | 10 | 0.454545 | 0.545455 | 
| 100 | 9 | 0.428571 | 0.571429 | 
| 120 | 16 | 0.571429 | 0.428571 | 
| 150 | 12 | 0.428571 | 0.571429 | 
| 300 | 18 | 0.473684 | 0.526316 | 
| 301 | 4 | 0.166667 | 0.833333 | 
| 302 | 4 | 0.166667 | 0.833333 | 
| 303 | 4 | 0.166667 | 0.833333 | 
| 304 | 10 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 305 | 4 | 0.166667 | 0.833333 | 
| 306 | 12 | 0.375000 | 0.625000 | 
| 307 | 2 | 0.090909 | 0.909091 | 
| 308 | 12 | 0.375000 | 0.625000 | 
| 360 | 24 | 0.545455 | 0.454545 | 
| 720 | 30 | 0.555556 | 0.444444 | 
| 840 | 32 | 0.516129 | 0.483871 | 
| 850 | 12 | 0.272727 | 0.727273 | 
| 1,000 | 16 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 2,000 | 20 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 2,500 | 15 | 0.272727 | 0.727273 | 
| 2,520 | 48 | 0.545455 | 0.454545 | 
| 2,521 | 2 | 0.040000 | 0.960000 | 
| 2,522 | 8 | 0.142857 | 0.857143 | 
| 2,523 | 6 | 0.111111 | 0.888889 | 
| 3,000 | 32 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 4,000 | 24 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 5,000 | 20 | 0.294118 | 0.705882 | 
| 5,040 | 60 | 0.555556 | 0.444444 | 
| 5,041 | 3 | 0.047619 | 0.952381 | 
| 5,042 | 4 | 0.062500 | 0.937500 | 
| 5,043 | 6 | 0.090909 | 0.909091 | 
| 5,044 | 12 | 0.166667 | 0.833333 | 
| 5,045 | 4 | 0.062500 | 0.937500 | 
| 5,046 | 12 | 0.166667 | 0.833333 | 
| 6,000 | 40 | 0.400000 | 0.600000 | 
| 6,007 | 2 | 0.032258 | 0.967742 | 
| 6,008 | 8 | 0.117647 | 0.882353 | 
| 7,000 | 32 | 0.347826 | 0.652174 | 
| 7,500 | 30 | 0.333333 | 0.666667 | 
| 7,560 | 64 | 0.516129 | 0.483871 | 
| 7,561 | 2 | 0.033333 | 0.966667 | 
| 7,562 | 8 | 0.111111 | 0.888889 | 
| 7,563 | 4 | 0.058824 | 0.941176 | 
| 7,564 | 12 | 0.157895 | 0.842105 | 
| 7,565 | 8 | 0.111111 | 0.888889 | 
| 7,566 | 16 | 0.200000 | 0.800000 | 
| 7,567 | 8 | 0.111111 | 0.888889 | 
| 7,568 | 20 | 0.238095 | 0.761905 | 
| 7,569 | 9 | 0.123288 | 0.876712 | 
| 7,570 | 8 | 0.111111 | 0.888889 | 
| 7,571 | 4 | 0.058824 | 0.941176 | 
| 7,572 | 12 | 0.157895 | 0.842105 | 
| 7,573 | 2 | 0.033333 | 0.966667 | 
| 8,000 | 28 | 0.304348 | 0.695652 | 
| 9,000 | 48 | 0.428571 | 0.571429 | 
| 10,000 | 25 | 0.280899 | 0.719101 | 
| 15,120 | 80 | 0.526316 | 0.473684 | 
| 16,000 | 32 | 0.285714 | 0.714286 | 
| 20,000 | 30 | 0.272727 | 0.727273 | 
| 30,000 | 50 | 0.342466 | 0.657534 | 
| 50,000 | 30 | 0.230769 | 0.769231 | 
| 50,400 | 108 | 0.519231 | 0.480769 | 
| 52,000 | 48 | 0.307692 | 0.692308 | 
| 60,000 | 60 | 0.333333 | 0.666667 |