IL CONCETTO MATEMATICO DI “ABBONDANZA” E IL RELATIVO GRAFICO PER LA RH1 Francesco Di Noto, Michele Nardelli (Gruppo B. Riemann) Abstract In this paper we show some connections between “abundance” a = σ(n)/n and RH1 hypothesis (RH1 = RH) Riassunto In questo lavoro riepilogativo e di ricerca mostreremo come un solo concetto matematico (l’abbondanza = σ(n)/n a ) con relativi grafici (nei riferimenti) potrebbe mostrare la possibile verità di tre congetture diverse: Goldbach, numeri primi gemelli e ipotesi equivalente RH1 ( con relativo grafico in questo lavoro), in quanto escluderebbe i contro-esempi nulli per ognuna di esse. Somiglianza del grafico RH1 con il grafico della funzione di Landau, altra ipotesi RH equivalente con contro esempio nullo. Da Wikipedia riportiamo parzialmente la definizione di numero 1 abbondante: Un numero abbondante è un numero naturale minore della somma dei suoi divisori interi (escludendo sé stesso). Per esempio, 12 è un numero abbondante perché è inferiore alla somma dei suoi divisori: (1+2+3+4+6)=16. La sequenza dei numeri abbondanti comincia così: (Sequenza A005101 dell'OEIS) 12, 18, 20, 24, 30, 36, 40, 42, 48, 54, 56, 60, 66, 70, 72, 78, 80, 84, 88, 90, 96, 100, 102, 104, 108, 112, 114, 120, 126, 132, 138, 140, 144, 150, 156, 160, 162, 168, 174, 176, 180, 186, 192, 196, 198, 200, 204, 208, 210, 216, 220, 222, 224, 228, 234, 240, 246, 252, 258, 260, 264, 270... Il primo numero dispari abbondante è 945. Tutti i multipli interi dei numeri abbondanti e dei numeri perfetti sono a loro volta numeri abbondanti” E quindi l’abbondanza, dal punto di vista matematico, è data dalla formula a = σ(n) / n Un buon software per il calcolo di σ(n) è “anadivi” del prof. Giuseppe Merlino (Rif.1) Per esempio, il valore dell’abbondanza a per il numero 260 è a (260) = σ(260)/260 = 328/260= 1,2615 (260 è infatti un numero composto con i seguenti divisori: 1, 2, 4, 5, 10, 13, 20, 26, 52, 65, 130. Poiché la somma dei suoi divisori è 328 > 260, è un numero abbondante). mentre per i numeri perfetti P, com’è noto, è sempre a(P) = 1 2 Con l’estensione del concetto matematico di abbondanza (finora limitato quasi sempre ai numeri composti, tipo fattoriali ecc.), mostreremo l’impossibilità di contro-esempi per le tre più note congetture : quella di Goldbach, quella dei numeri primi gemelli e la RH1, un’ipotesi RH equivalente (lo stesso potremmo dire per altre congetture con grafici simili, di tipo comet (cioè a forma di cometa), vedi Rif. 7) Per quanto riguarda l’abbondanza di Goldbach rimandiamo al Rif.1, sulla connessione tra i numeri primoriali e la congettura di Goldbach, per l’abbondanza relativa ai numeri gemelli invece ai Rif. 2, 3 e 4. Per il nostro scopo, qui ci interessano di più i fattoriali e la loro abbondanza reale, calcolabile con l’exe “anadivi” del prof. Giuseppe Merlino (Rif.3) Ecco una nostra Tabella per i valori reali di a per i primi 10 numeri fattoriali, i più pericolosi per la RH1: 3 TABELLA 1 N! = σ(n) con anadivi a = σ(n)/n 1! = 2! = 1 2 0 1 0 0,5 3! = 6 6 1 (6= numero perfetto) 4! = 24 36 1,5 5! = 120 240 2 6! = 720 1 698 2,358 7! = 5040 14 304 2,838 8! = 40320 118 800 2,946 9! = 362880 1 118 160 3,081 10! = 3628800 11 705 288 3.022 Tabella per le abbondanze di hn Veniamo ora alla RH1, con hn = ancora superiore a n!, come sopra visto Rif. 6) 4 “TABELLA 2 n! a = Hn/n a’ = σ(n)/n a – a’ > 0 3! = 6 4! =24 5! = 120 6! = 720 7! = 5 040 11,58/6 = 1,93 60,31/24 = 2,51 364,39/120 =3,03 2530,87 = 3,51 19813,70/5040 =3,93 1 1,5 2 2,35 2,83 0,93 1,01 1,03 1,16 1,1 … … … … Un'altra tabella con valori più alti è la seguente (Rif.6): “Come si vede L(n) cresce al crescere di n=6k. Nella tabella 2 riportiamo anche esempi di numeri superabbondanti e abbondanti colossali, come nel precedente lavoro L equivalenza di Lagarias RH1 = RH esaminata con i soli numeri fattoriali . Tabella 2 numeri colossali n=6k h(n) Σ(n) L(n) rL rR 2520 9556 9359 197,73 1,0210 0,98695 5040 19813,70 19343 470,18 1,0243 0,99446 55440=11*7! 240865,88 232127 8738,88 1,0376 1,01702 720720=11*13*7! 3388772,70 3249726 139046,70 1,0427 1,02769 4324320=6*11*13*7! 21248371 20319979 928392 1,0456 1,03337 21621600 109943891 104972868 4971023 1,0473 1,03676 367567200 1966723222 1889662975 77060246 1,0407 1,03288 6983776800 39034892710 3776200040 1238692668 1,0336 1,027036 160626866400 933604818926 907059914600 26544901330 1,0292 1.02510 5 Tabella 2 numeri colossali In pratica è sempre h(n)> σ(n) e se chiamiamo rL il rapporto Lagarias il tutto è equivalente a: rL = h(n)/σ(n)>1. Se ci soffermiamo solo sui valori della tabella è come se il grafico avesse una gobba con punto più alto 1,0473. Lo stesso tipo di grafico a gobba si presenta in altri casi che riguardano i numeri primi, come nel TNP (Teorema dei numeri primi)…, ma tale gobba non impedisce al TNP di essere vero (dimostrato da Hadamard e Vallee - Poussin); né, nell’equivalenza Lagarias RH1= RH, essa impedisce alla RH1 di essere vera (con rL >1 e quindi senza contro esempi rL ≤ 1)”. (Rif 6) La differenza tra hn e σ(n) per i fattoriali è L(n) = hn – σ(n), e, affinché la RH sia vera, occorre che L(n) > 0; e infatti lo è, a guardare le tabelle e il grafico per la Tabella 1; la differenza hn – σ(n) cresce sempre più con n e quindi non sarà mai nulla. Lo stesso succede per le relative abbondanze a ed a’ Da qui la verità della RH1 = RH GRAFICO nostra TABELLA 2 6 Questo grafico somiglia moltissimo al nostro grafico della funzione di Landau come RH equivalente (Rif. 8), e quindi entrambi i grafici sono forti indizi della verità della RH , ottenuti tramite le ipotesi RH equivalenti RH1 ed RH L (funzione di Landau) Grafico per la verifica dell’affermazione di Landau sul Logaritmo integrale 7 Conclusioni Come abbiamo visto (a – a’) > 0 è equivalente a (Hn – σ(n ) > 0), e il grafico 1 mostra come tale differenza cresce sempre più (zona evidenziata in giallo), e quindi mostra come la RH1 sia vera, e di conseguenza anche la RH, poiché RH1 = RH difatti la RH1 è un’ipotesi RH - equivalente Riferimenti 1) software anadivi.exe scritto dal prof. Giuseppe Merlino, sui siti: http://teoriadeinumeri.sitiwebs.com/ http://giuseppemerlino.wordpress.com/teoria-dei-numeri/ l’algoritmo “anadivi” seguente per il calcolo di σ(n) 8 , con Copia di anadivi.exe http://blog.libero.it/numeriprimi/ 2) “I numeri primi gemelli e l’abbondanza di Goldbach” Gruppo Eratostene in Sezione “Articoli su Goldbach 3) “I numeri primi gemelli e l’abbondanza di Goldbach” Gruppo Eratostene, idem 4) “Nuova relazione di Goldbach - Abbondanza di Goldbach”, idem Gruppo Eratostene 5) “I numeri primoriali p# alla base della dimostrazione definitiva della congettura di Goldbach (nuove evidenze numeriche)” Francesco Di Noto, Michele Nardelli su questo sito: http://nardelli.xoom.it/virgiliowizard/ 6) “Dai numeri multipli di 6 alla Riemann Hypothesis (i criteri di Robin e Lagarias”) Rosario Turco, gruppo Eratostene, sul sito www.gruppoeratostene.com , sezione “Articoli su Riemann” 7)”IPOTESI SULLA VERITA’ DELLE CONGETTURE SUI 9 NUMERI PRIMI CON GRAFICI COMET E CONTRO ESEMPI NULLI (Legendre, Goldbach, Riemann…)” Michele Nardelli ,Francesco Di Noto, su questo sito. 8) “La funzione di Landau come ipotesi RH equivalente II” (La nostra proposta di dimostrazione empirica con tabelle e grafico comet; ulteriori connessioni con le partizioni di numeri) Francesco Di Noto e Michele Nardelli, su questo sito 10