Bổ đề Bertrand và định lý số nguyên tố ( phần 2)

Posted: Tháng Hai 11, 2014 in Uncategorized

Trong phần này tôi sẽ chứng minh bất đẳng thức chặn trên của \pi(x) là

 \pi(n) \leq \dfrac{6n}{lnn}

Trước đó tôi định nghĩa

 u(x) = \sum_{n\leq x} ln n

Tổng lấy trên tất cả các số nguyên tố không vượt quá x

Tôi sẽ thu được một vài kết quả nho nhỏ

ln (2n!) - 2ln n! \geq \sum_{p\leq 2n} ({\left \lfloor \dfrac{2n}{p} \right \rfloor - 2 \left \lfloor \dfrac{n}{p} \right \rfloor })ln p

Với các số nguyên tố như vậy thì (  n < p \leq 2n )

 \left \lfloor \dfrac{2n}{p} \right \rfloor - 2 \left \lfloor \dfrac{n}{p} \right \rfloor = 1

Bởi vậy vế phải của bất đẳng thức này sẽ là

 \sum_{n<p\leq 2n} lnp = u(2n) - u(n)

Từ các bổ đề phần trước tôi có

 nln4 > u(2n) - u(n)

Sau đó cũng có

u(2^{r+1}) - u(2^{r}) < 2^{r} ln2

Lấy tổng các sai phân của nó

 u(2^{r+1}) < 2^{k+2}ln2

Với mọi n ta chọn  2^{k} < n \leq 2^{k+1}

Sau đó lại có

u(n) \leq u(2^{k+1}) < 2^{k+2}ln2 < 4nln2

Cho o là số thực mà 0<a< 1

(\pi(n) - \pi(n^{a})) ln n^{a} < \sum_{n^{a}<p\leq n} lnp \leq u(n) < 4nln2

Ta cũng có bất đẳng thức khá chặt

\pi(n) < n kể từ n nào đó

Vì lý do đó

 \pi(n) < \dfrac{4nln2}{alnn} + \pi(n^{a}) < \dfrac{4nln2}{alnn}+n^{a} = \dfrac{n}{lnn}(\dfrac{4ln2}{a} + \dfrac{lnn}{n^{1-a}}

Cuối cùng chúng tôi có

 \pi(n) < \dfrac{6n}{lnn}

Bình luận

Bình luận về bài viết này