1.2.哥德巴赫猜想和斋藤猜想是等价命题
“两素数之差可等于任意偶数”,此判定随着哥德巴赫猜想获证,而成为强哥德巴赫猜想的一个等价定理。
根据互素型哥德巴赫猜想获证,可知p大+p小=2n是成立的(n为小于或等于4的自然数,p为奇素数,等式两边同时减去2p小)则p大-p小=2n-2p小=2(n-p小),当n为任意自然数时,p为任意素数,虽然p小不是常量,依然能证明n-p小可以获得所有自然数,2(n-p小)仍为全体偶数。证明的要点是:
p大+p小=2n是两两互素的,p大-p小=2(n-p小)也是两两互素的。
因为(n-p小)作为自然数中素数的“补集”,把素数“剪除”了,一定是所有合数,而所有素数的2倍是自然数n中的一个合数子集,该子集分别一一减去所有的素数,可相应得到所有的素数(哥猜推论);另外也能得到偶素数2和单位数1。因此(n-p小)是可以获得所有合数,也可以获得所有素数的,即(n-p小)依然可囊括自然数全集,可证2(n-p小)为全体偶数已经具备充分条件。再看2(n-p小)为全体偶数是否具备必要条件?是不是只有2(n-p小)为全体偶数才会有任意匹配的p大-p小?回答是确实如此。根据在p大-p小=(2n-p小)中,左两素数项与右一偶数项是两两互素的,2(n-p小)必须囊括所有素数因子。
可用反证法证明,如果有素数因子r缺位,那么2(n-p小)必不含2nr,而2nr-3要么是奇素数,要么是奇合数。
若是奇素数的话,p大-p小就不能包括所有素数了,有新缺位素数,与定义矛盾;
若是合数的话,因三元互素,定能分解出新素数因子,p大-p小就一定不能包括所有素数了,显然也与定义矛盾,p大-p小是包括所有奇素数的,即素数要求是无漏无穷的,可见2nr-3是素数是合数都与左边减项中包含所有奇素数的定义矛盾。
因此2(n-p小)中素数因子有缺位的假设是错的,故2(n-p小)中囊括了所有的奇素数因子。说明奇素数相减所得到的偶数囊括了所有素数因子。
我们知道所有自然数加素数n+p=k是仍等于所有自然数的,故所有自然数减素数也必囊括了所有自然数,即n=k-p,刚已知k亦为所有自然数。故(n-p小)确实仍为自然数全集。
根据哥猜证明的结论,用两不同奇素数相加所定义的可表偶数是包含所有素数因子的,且证明了可表偶数的数乘存在不能扩域的性质,证明了可表偶数就等价于全体偶数。而且两奇素数相减的可表偶数,同样没有例外偶数,它的数乘也不能扩域,证明方式同证明哥猜一样。因为可表偶数的二元加法运算是封闭的,其逆运算二元减法运算在可表偶数上也是封闭的,通过方程的移项,即可获得。另外定义两奇素数相减为可表偶数也一样可获证明,它同全集偶数等价,因为可表偶数的数乘不会扩域,且数乘后又必须与全集偶数等价,只能说明定义的可表偶数就是全集偶数。哥猜一文已经完成该命题的详细证明,后一章节将详细展示该证法。
所以2(n-p小)为全体偶数,故两素数之差可以获得任意偶数。而这个数学判断就是斋藤猜想,这样斋藤猜想因哥德巴赫猜想成立也就获得了证明,哥德巴赫猜想和斋藤猜想可看成是等价命题。只是由斋藤猜想推导哥德巴赫猜想成立则更直观些。