筛去的合数。所以π(n,r)>j+1 当π(n)≤r时,π(n,r)=1。这个结论很好理解,从自然数列1、2、3…n中依 次筛去全部素数及其倍数,最后只剩下自然数1还没有筛去。所以π(n,r)=1 例如:计算π(20,r) 解:π(20)=8,m=πV20)=2 当r=0时,π(20,r)=20。这个结论很好理解,从自然数列1、2、3…20中不 筛去任何数,所以π(20,r)=20 当0<r=1<m时,π(20,)=20 [9 =10>j+1=6+1.这个结论可以这样理解, 从自然数列1、2、3…20中依次筛去素数2及其倍数,但是不到m个素数, 也就是自然数列1、2、3…20中还有合数没有筛去,最后剩下自然数1和后部 素数还没有筛去的合数。所以π(20,1)=20- 20 =10>j+1=6+1 当r=m=2时,π(20,2)=20 20 =7=j+1。这个结论很好理 解,从自然数列1、2、3…20中依次筛去前部素数及其倍数,最后只剩下自然 数1和后部素数。所以 π(20,2)=20 [引[-[兴-7=+1/=6说后的个 当m<r=4<π(20)时,π(20,4)=π(20)+1-4=5<j+1。这个结论很好理解,从 自然数列1、2、3…20中依次筛去素数2、3、5、7及其倍数,但是超过了m 个素数,也就是自然数列1、2、3…20中除了筛去了全部合数外,还筛去素数 5,7,最后剩下自然数1和后部素数中的一部分素数。所以 π(20,4)=π(20)+1-4=5<j+1 当π(20)≤r时,π(20,r)=1。这个结论很好理解,从自然数列1、2、3…20 中依次筛去全部素数及其倍数,最后只剩下自然数1还没有筛去。所以 π(20,r)=1 筛法函数有一个很好的性质,那就是递推性。下面我们就研究一下这个函数 的递推性。由公式
筛去的合数。所以π ( ) nr j , 1 > + 当π ( ) n r ≤ 时,π (n r, 1 ) = 。这个结论很好理解,从自然数列 1、2、3……n 中依 次筛去全部素数及其倍数,最后只剩下自然数 1 还没有筛去。所以π ( ) n r, 1 = 例如:计算π ( ) 20,r 解:π ( ) 20 8 = ,m = = π ( ) 20 2 当r = 0时,π ( ) 20, 20 r = 。这个结论很好理解,从自然数列 1、2、3……20 中不 筛去任何数,所以π ( ) 20, 20 r = 当0 1 < =< r m时, ( ) 20 20,1 20 10 1 6 1 2 π j ⎡ ⎤ = − = > += + ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 。这个结论可以这样理解, 从自然数列 1、2、3……20 中依次筛去素数 2 及其倍数,但是不到 m 个素数, 也就是自然数列 1、2、3……20 中还有合数没有筛去,最后剩下自然数 1 和后部 素数还没有筛去的合数。所以 ( ) 20 20,1 20 10 1 6 1 2 π j ⎡ ⎤ = − = > += + ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 当r m= = 2 时, ( ) 20 20 20 20,2 20 7 1 2 3 23 π j ⎡ ⎤⎡ ⎤⎡ ⎤ = − − + ==+ ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎣ ⎦⎣ ⎦⎣ ⎦ × 。这个结论很好理 解,从自然数列 1、2、3……20 中依次筛去前部素数及其倍数,最后只剩下自然 数 1 和后部素数。所以 ( ) 20 20 20 20,2 20 7 1, 6 2 3 23 π j j ⎡ ⎤⎡ ⎤⎡ ⎤ = − − + ==+ = ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎣ ⎦⎣ ⎦⎣ ⎦ × 是后部素数的个数。 当m r < < =4 20 π ( ) 时,π π ( ) 20, 4 = 20 +1 4 5 1 ( ) − =<+j 。这个结论很好理解,从 自然数列 1、2、3……20 中依次筛去素数 2、3、5、7 及其倍数,但是超过了 m 个素数,也就是自然数列 1、2、3……20 中除了筛去了全部合数外,还筛去素数 5 , 7 ,最后剩下自然数 1 和后部素数中的一部分素数。所以 π π ( ) () 20, 4 = 20 +1 4 5 1 −=<+j 当π ( ) 20 ≤ r 时,π ( ) 20, 1 r = 。这个结论很好理解,从自然数列 1、2、3……20 中依次筛去全部素数及其倍数,最后只剩下自然数 1 还没有筛去。所以 π ( ) 20, 1 r = 筛法函数有一个很好的性质,那就是递推性。下面我们就研究一下这个函数 的递推性。由公式
品的 我们可以得到: o一含啡 (a2)- 对这个公式可以这样理解,先在自然数列中筛去素数2及其倍数:然后再在自然 数列中找出素数3的倍数的个数,共有 个3的倍数,并在素数3的倍数中 筛去素数2的倍数, 即 ✉[日}这个试子洗是长示,在白数中先游去素数 2的倍数后,素数3的倍数的个数:接着,我们在自然数列中先筛去素数2的倍 数的个数,即π(n,)再减减去素数3的倍数的个数, 就等于在自然 数列中筛去素数2、3的倍数后剩余的自然数的个数,即π(n,2) -引 …g副 即:π(m,3)=π(n,2)-元
( ) ( ) 1 1 , 1 rr r r r i i j i jk i i j i jk i i nn n n nr n p pp pp p p π = < << = ⎡ ⎤ ⎡⎤ ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ ⎡ ⎤ = − + − + +− ⎢⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎢ ⎥ ⎣⎦ ⎣ ⎦ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ∑∑ ∑ ∏ "" 我们可以得到: ( ) ,1 2 n π n n ⎡ ⎤ = − ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ( ) ( ) ( ) () 2 2 1 2 2 2 ,2 ,1 ,1 2 2 ,2 ,1 ,1 i i n n nn n p nn n n pp p n n n p π ππ π ππ = ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡⎤ ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ =− =− − − = − ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢⎥ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣⎦ ⎝ ⎠ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ = − ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ ∑ 即: 对这个公式可以这样理解,先在自然数列中筛去素数 2 及其倍数;然后再在自然 数列中找出素数 3 的倍数的个数,共有 2 n p ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 个 3 的倍数,并在素数 3 的倍数中 筛去素数 2 的倍数,即 2 ,1 n p π ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ 这个式子就是表示,在自然数列中先筛去素数 2 的倍数后,素数 3 的倍数的个数;接着,我们在自然数列中先筛去素数 2 的倍 数的个数,即π ( ) n,1 再减减去素数 3 的倍数的个数,即 2 ,1 n p π ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ 就等于在自然 数列中筛去素数 2、3 的倍数后剩余的自然数的个数,即π (n, 2) ( ) ( ) () () 33 3 1 2 2 3 1 1 3 3 3 ,3 ,2 ,2 ,3 ,2 ,2 i i j i jk i i j i jk i i i i nn n n n p pp pp p n nn n p n n pp p p n n n p π π π πππ = < << = = ⎡ ⎤ ⎡⎤ ⎡ ⎤ =− + − ⎢ ⎥ ⎢⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎣⎦ ⎣ ⎦ ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎡⎤ ⎡⎤ ⎡⎤ ⎛ ⎞ ⎜ ⎣ ⎦⎟ ⎢ ⎥ =− − − = − ⎢⎥ ⎢⎥ ⎢⎥ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎣⎦ ⎣⎦ ⎣⎦ ⎝ ⎠ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎛ ⎞ ⎡ ⎤ = − ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ ∑∑ ∑ ∑ ∑ 即: …………………………………………………………