Число Скьюза

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

Число Скьюза (англ. Skewes number) — наименьшее натуральное число [math]\displaystyle{ n }[/math], такое, что, начиная с него, неравенство [math]\displaystyle{ \pi(n) \lt \operatorname{Li}(n) }[/math] перестает выполняться,
где [math]\displaystyle{ \pi(n) }[/math] — функция распределения простых чисел, а [math]\displaystyle{ \operatorname{Li}(n) = \int\limits_2^n \frac{dt}{\ln(t)} }[/math] — сдвинутый интегральный логарифм[1].

История

В 1914 году Джон Литтлвуд дал неконструктивное доказательство того, что такое число существует.

В 1933 году Стэнли Скьюз[en] оценил это число, исходя из гипотезы Римана, как [math]\displaystyle{ \exp^3(79) = e^{e^{e^{79}}} \approx 10^{10^{10^{34}}} }[/math] — первое число Скьюза, обозначающееся [math]\displaystyle{ \mathrm{Sk}_1 }[/math].

В 1955 году Стэнли Скьюз дал оценку числа без предположения о верности гипотезы Римана: [math]\displaystyle{ \exp^4(7{,}705) = e^{e^{e^{e^{7{,}705}}}} \approx 10^{10^{10^{963}}} }[/math] — второе число Скьюза, обозначающееся [math]\displaystyle{ \mathrm{Sk}_2 }[/math]. Это одно из самых больших чисел, когда-либо применявшихся в математических доказательствах, хотя и намного меньше, чем число Грэма.

В 1987 году Герман Риел[en] без предположения гипотезы Римана ограничил число Скьюза величиной [math]\displaystyle{ e^{e^{27/4}} }[/math], что приблизительно равно 8,185·10370.

По состоянию на 2022 году известно[2][4], что число Скьюза заключено между 1019 и 1,3971672·10316e727,951336108.

Примечания

  1. Ю. В. Матиясевич. Алан Тьюринг и теория чисел // Математика в высшем образовании. — 2012. — № 10. — С. 111—134.
  2. Jan Büthe. An analytic method for bounding ψ(x) // Math. Comp. — 2018. — Vol. 87. — P. 1991—2009. — arXiv:1511.02032. — doi:10.1090/mcom/3264. Доказательство использует гипотезу Римана.
  3. Christopher Smith. The hunt for Skewes’ number. — University of York, 2016.
  4. Yannick Saouter, Timothy Trudgian, and Patrick Demichel. A still sharper region where π(x) − li(x) is positive // Math. Comp. — 2015. — Vol. 84. — P. 2433—2446. — doi:10.1090/S0025-5718-2015-02930-5. MR: 3356033. Указанная оценка не требует гипотезы Римана; привлечение гипотезы Римана позволяет немного улучшить её[3].