Primzahlabstände:   Sinnvolle Intervalle       Programmtechnik - Download     


Wenn man Primzahlabstände bearbeitet, stellt sich sehr schnell die Frage, welche Größe ein zu untersuchendes Intervall haben sollte. Was ist sinnvoll und wofür?
In einem Intervall Iv das bei einer Schranke x liegt, werden etwa  Iv/ln(x)  Primzahlen erwartet.  Um eine brauchbare Statistik zu erhalten, sollte ...
... das Intervall genügend groß, aber klein gegenüber der Schranke sein.
Als sehr zweckmäßig hat sich erwiesen, Intervalle so auszuwählen, daß immer eine konstante Anzahl von Primzahlzwillingen zu erwarten ist. Die Menge dieser Zwillinge sollte zwischen 100 und 1.000 liegen, wobei eine mittlere Anzahl von ca 250 Primzahlzwillingen pro Intervall mit einer einfachen, gut merkbaren Faustformel gefunden werden kann. Dieser Wert sollte nicht unterschritten werden. Nicht zuletzt deshalb, da Intervalle dieser Größe somit auch gegenüber den maximalen Primzahllücken ausreichend dimensioniert sind.
Anmerkung: Wenn Sie die geeignete Software zur Verfügung haben und etwas Zeit mitbringen... hängen Sie Ihrem Intervall ruhig eine Null (10-er Potenz) an. Die zufällige Streuung wird geglättet. Das Resultat wird nicht nur schöner - es wird korrekter!
Siehe auch...
Analogie zu Euklid - Primzahlen - Primzahlzwillinge
 .


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Primzahlabstände sind geradezu eine Herausforderung für eine experimentelle Bearbeitung per Programm. Insbesondere dann, wenn man in der heutigen Windows-Welt etwas zu bieten hat. Genau das habe ich nicht. In 2006 veröffentlichte jedoch im Internet ein Autor der Spitzenklasse sein neuestes Programm. Dieses ist sehr breit angelegt, gestattet den Ausbau in jeder Richtung und wird ständig erweitert:

        Primzahlen oder die Magie der Zahlen  von Reinhold Kiebart    (Link ganz unten)

Die Kontaktaufnahme verlief überaus positiv! Ich konnte ganz spezielle Vorschläge bezüglich meiner 'geliebten' Primzahlabstände einbringen und danke Herrn Kiebart für die gute Zusammenarbeit. Selbst der obige Vorschlag sinnvoll nutzbarer Intervalle konnte eingearbeitet werden. Gleiches gilt für die Erzeugung von 'Zufallsprimzahlen'. Ein Verfahren, das gerade für die Auszählung von Primzahlabständen in sehr hohen Bereichen von Bedeutung wird. Hier ist das Ergebnis:


Programm Einstieg... 
 Programmeinstieg
Rechts, bei (drei Pfeile) geht es mit dem ersten Zeilenknopf zu ' Primzahl-Abstände www.primini.de'.
Darunter zu den 'Zufallsprimzahlen' für die Bearbeitung höchst gelegener Intervalle. Sehr interessant.



Primzahlabstände ...    Grafik Primzahlabstände
Kalkulierte Anzahl: farbige Balken     Rot: Erste Primzahlzwillinge unseres Zahlensystems
Primzahlabstände, Primfaktoren 3 und 5:  braun und  hellblau  (Mischfarben durch versch. Primfaktoren)
Weiße Kreise: Gezählte Anzahl Primzahlabstände


Hoher Zahlenbereich  Primzahlabstände hoher Bereich  
Primzahlabstände von 6190 bis 6880. In der Mitte rot: Ein Primzahl_Vierling innerhalb der Abstände!

Für den Primzahlabstand der Mittenzahl diese Vierlings wird mittels Maus folgender tooltip ausgegeben:
Abstand 6510=2*3255 (=3*5*7*31) gezählt: 809 gerechnet: 824
Die kleinen weißen Striche sind gezählte Werte gegenüber den kalkulierten/gerechneten Balken.

Hoher Zahlenbereich  Reduzierte Primzahlabstände
(entspricht oberem Bild) ...kalkulierte Primzahlabstände reduziert auf den konstanten Sollwert
...gezählte Abstände, in gleicher Weise reduziert über den Faktor der rel. Häufigkeit rh(n)
...Standardabweichung gegenüber reduziertem Sollwert

Extrem hohes Intervall Zufall_Primzahlen_Abstände
Das Bild zeigt eine korrekte Simulation in einem heute praktisch nicht zugänglichen Zählbereich und verdient einen besonderen Kasten:

Die Schranke liegt bei 1.000 Dezimalstellen und das Intervall ist 1 Milliarde groß....  
Bei dieser Simulation wurden statt echter Primzahlen sogenannte Zufallsprimzahlen eingesetzt. Diese erfüllen allerdings die wichtige Bedingung, daß sie nicht durch die Primzahlen 2 bis 29 teilbar sind. Als Ergebnis zeigt die Grafik, die Häufigkeit von Primzahlabständen in Abhängigkeit von den Primfaktoren der Abstände, unabhängig davon, ob echte oder Zufallsprimzahlen eingesetzt werden. Überwiegend bestimmend ist das mod_ 30_Muster der kleinen Primzahlen 2, 3 und 5... hier ergänzt durch die Faktoren 7 bis 29. Eine solche Parkettierung entspricht der natürlichen Prägung des unendlichen Zahlenstrahls.... bis an sein nicht existierendes Ende.
Selbstverständlich ist die Anzahl dieser gezählten Abstände und auch der Zwillinge eine Näherung - aber eine sehr gute! Tatsächliche Auszählungen und deren Simulation durch (Pseudo-) oder Zufallsprimzahlen zeigen eine äußerst gute Übereinstimmung der Werte für die 'relative Häufigkeit von Primzahlabständen' - auch in sehr hohen Bereichen.  Je besser (...der Natur nachgebildet!) die unendliche Zahlengerade 'primorial' 
(=Produkt der Primzahlen kleinergleich n) parkettiert ist, desto besser das Resultat. Eine verwendete Parkettierung sollte daher möglichst nicht nur mit den wichtigen Faktoren 2, 3 und 5 erfolgen. Die Software gestattet eine entspechende, wahlweise Einstellung!
Daß bei einer Schranke gegen unendlich auch das Intervall zu einer unvorstellbaren Größe wird, muß klar erkannt werden. Für jede abzählbare Größe und Übergröße gelten jedoch die hier aufgezeigten Zusamenhänge zwischen Primzahlen, Primzahlzwillingen und Primzahlabständen, scheinbar chaotisch und doch streng geordnet....  Und, vergessen wir nicht:
►► Jede Computer-Grafik bleibt im Endlichen. Sie kann jedoch als gedankliche Brücke dienen. ◄◄

Die wichtigsten Eingaben und Anzeigen für die Grafik 'Primzahl-Abstände...'
 
Wählbar:    Schranke  Zähl-Intervall mit Lage L M R   Abstände   Anzahl pro Feld (Balken)
Dazu  ± Tasten-Eingaben (▲ ▼) in 10er Potenzen (Vorschlag: Intervall mit ~250 Primzahlzwillingen)
... mit Info-Fenster, insbesondere für hohe Schranken, z.B. 10^(10^99)
Art der grafischen Darstellung   Markierungen   Farben und mehr 
Tooltext für Anzahl jedes Abstandes und seiner Faktoren    
'Faktorisierung' von Abständen mit allgemein gültiger Mengenanzeige
Reduzierte Anzahl der Abstände   Standardabweichung   und mehr



Wozu dient eine Grafik gezählter oder kalkulierter Primzahlabstände ? 

Hauptzweck sollte die Erkenntnis sein:    


Link bezw. Download (kostenlos):

Primzahlen oder die Magie der Zahlen      http://euroware.de     von  Reinhold Kiebart

Machen Sie sich bitte die kleine Mühe der Installation, es lohnt sich tatsächlich.  
Das umfangreiche Programm mit dem Grafikangebot 'Primzahlabstände' ist weit mehr als eine schöne Spielerei....    
Viel Spaß!
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Konzentrat:  "Relative Häufigkeit von Primzahlabständen"