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ulam spiral 計算ツール

ulam spiral 計算ツール(無料・オンライン)。数値を入力すると瞬時に結果が表示され、計算式・手順・計算例も確認できます。すべてブラウザ内で計算され、登録は不要です。

中国語版: 乌拉姆螺旋在线计算器

ulam spiral 計算ツール
螺旋边长 n(奇数,5 ≤ n ≤ 201,共 n² 格)

原理

乌拉姆螺旋:把 1 起始的自然数按方形螺旋排进网格、标出素数,素数会惊人地聚在对角线上——乌拉姆 1963 年在无聊的会议上涂画发现。对角线对应二次多项式(如 4k²+2k+1 型)的取值,而这类多项式产素数的能力异常突出。

本工具生成 n×n 螺旋,统计两条主对角线(去重后 2n−1 格)上的素数占比,与全体占比对照:n = 21 时对角线 43.902439024390% 对全体 19.274376417234%,富集约 2.3 倍。

使用步骤

① 输入奇数边长 n;② 得到对角线与全体素数占比对照;③ 增大 n 观察富集比趋于稳定(对角线多项式的素数密度优势)。

计算示例

n = 5:对角线 9 格(1、3、5、7、9、13、17、21、25)中素数 5 个(55.6%),全体 25 格中素数 9 个(36%);n = 21(441 格):素数 85 个,对角线 41 格中 18 个素数。

注意事项

欧拉多项式 k² + k + 41 在 k = 0…39 连续 40 个素数是这一现象的极端展示(k = 40 时 41² 合数)。对角线富集源于二次多项式判别式的类数性质,尚无完全解释。

常见问题

Q:为什么方形螺旋而不是圆形?A:方形螺旋的对角线恰好对应整系数二次多项式,素数分布的偏斜因此可读;其他排布(如螺旋三角形)呈现不同但不那么显著的图案。

Q:更大 n 会怎样?A:n = 201(40401 格)对角线富集约 2 倍上下波动;素数定理保证全体占比按 1/ln(n²) 衰减,而对角线多项式的巴克达尔-哈尔伯兰定理保证其占比乘以 ln 的极限存在。

参考值区(同源数值校验)

n = 21:素数总数 85(π(441))、对角线 41 格含素数 18 个;n = 5:对角线 9 格 5 素数(3、5、7、13、17)。

ulam spiral 計算ツールの使い方

  1. 各入力欄に自分の数値を入力します — 各欄に求める値の説明があります。
  2. 入力すると結果は即座に更新されます。「計算」ボタンは不要です。
  3. 結果カードで主要な数値、手順、実務上の注意点を確認できます。

よくある質問

ulam spiral 計算ツールは無料ですか?

はい — Calcton の数学の計算ツールはすべて無料で、登録も不要です。入力データはブラウザ内で処理され、サーバーには送信されません。

このツールの中国語版はありますか?

はい。上の中国語版へのリンクをご利用ください。同じ計算ツールを簡体字中国語インターフェースで利用できます。

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