设正整数 ,集合 ( 为整数)满足:,且 中任意两个元素的差的绝对值是素数,求所有这样的集合 。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先按奇偶性控制集合能容纳多少元素,因为两个同奇偶数的素差只能很特殊。
到达允许的极小结构后,把交叉差压成三个相邻奇数,用小模数排除,再利用指定元素定位全部平移候选。
若有三个同奇偶整数 ,则相邻两差都是偶素数,只能各为2,继而 不是素数,矛盾。因此每种奇偶至多两元素,结合 ,必有 ,两奇两偶。
设两奇数为 ,两偶数为 ,令奇数 。交叉差的绝对值要求 全为素数。令 ,它们就是 。三个连续奇数必有一个被3整除,而都为素数时这个数只能是3。 会含差1, 也不可能,故 ,即 。
因2023为奇数,奇数对只能为 或 。分别配上相差5的偶数对,全部解为
每组内部的差都为2、3、5或7,且均含2023,故四组都成立。
四个集合都是模式 的平移;该模式的六个差为2、5、7、3、5、2,全部素数。反向平移不改变差,逐组只需再核含2023即可。奇偶容量论证已经排除了所有 ,不能把列出的四组误当成只在假设四元时找到的部分解。
全体两两差为素数时,唯一的偶素数先给规模刚性,再由模3控制连续奇数差链。有限分类的末尾应明确列出所求集合,并把必要条件反代成充分性,不能只报几个生成参数。
须先用偶素数压缩奇偶两类,再把交叉差化为三个相邻奇数,并用模3完成全部候选的必要充分性分类。
已记下,谢谢!