Congettura di Paul Erdős

Stellinelm
Una congettura di Erdős afferma che se la somma dei reciproci dei membri di un insieme $A$ di interi positivi diverge,
allora $A$ contiene progressioni aritmetiche arbitrariamente lunghe .

Se

$\sum_{n in A} 1/n=prop$

allora $A$ contiene progressioni aritmetiche di ogni lunghezza data .

Me la spiegate meglio , magari con un'esempio numerico .

Risposte
Maci86
Una progressione aritmetica è definita come una successione in cui la differenza tra due numeri successivi è costante. Per prima cosa, se tronchiamo la nostra somma ad un certo valore, ovviamente, questa non andrà all'infinito, quindi l'insieme A deve essere infinito. A questo punto tutto si "riduce" al riuscire a creare una progressione aritmetica coi numeri che hai, se hai abbastanza pazienza nel guardare i numeri, riesci a collezionarne abbastanza che siano distanti uguale tra loro.

Un insieme $A$ facile per cui vedi la cosa è $A=P=2NN$, in cui tutti i numeri sono in progressione aritmetica di passo 2 e ovviamente infinita; meno facile però è vedere se è vero per altri insiemi per esempio: {2,...,9,20,...,99,200,...,999...}
Ogni volta che provi a dare un passo c'è un buco che lo blocca, se convergesse saremmo apposto ma se non lo fa allora abbiamo fregato Erdos :P

Stellinelm
"Maci86":
Ogni volta che provi a dare un passo c'è un buco che lo blocca, se convergesse saremmo apposto ma se non lo fa allora abbiamo fregato Erdos :P

Puoi spiegarti ancora meglio con un esempio numerico ...
battere Paul Erdős ?! ...probabilmente ha ragione lui ... ciao :smt1000

Maci86
Per come ho costruito l'insieme, sempre che non converga, sicuramente non puoi avere una progressione con passo 1, perché cascheresti dentro al buco tra 9 e 20, con passo 11 o cascheresti nel buco tra 99 e 200, 101 o caschi tra 999 e 2000 e via così :D Solo che non so se converge o meno :D (Mi è venuto in mente così al volo, non mi farebbero male i 5000 dollari in palio :D)

Stellinelm
dai maci non pensare ai soldi ...
1) per passo intendi la ragione della progressione ?
2) i termini delle progressioni mica devono essere infiniti

Non è meglio dimostrare la congettura come vera ?!

p.s. : io per progressione convergente intendo una progressione che primo o poi finisce , giusto ?

Stellinelm
ops dimenticavo
[ot]sto uscendo , scusa se ti rispondo eventualmente con ritardo ... :smt039 :smt039[/ot]

Maci86
1) Sì
2) No, ma se vuoi che la somma sia infinita non puoi farlo con un numero finito di termini :D

La congettura diciamo che non è così facile dimostrarla, soldi a parte (li voglio, li voglio, li voglio) ehm, soldi a parte, il mio è un piccolo esempio che sembrerebbe andar contro alla congettura che, essendo ancora congettura, potrebbe essere vera o meno (più facile sia vera :D)

Per convergente intendo la serie degli $1/n$ associati alla successione, che si dice convergente se la somma infinita dei termini è un numero reale e divergente se va ad infinito. Non penso si possa dire successione convergente..

Stellinelm
=; cmq ancora non ho ben capito cosa si dovrebbe dimostrare oppure smentire :-k

Maci86
Devi smentire o dimostrare che puoi creare delle progressioni aritmetiche lunghe quanto vuoi nell'insieme che prendi :D
Cioè liste di numeri distanti una certa ragione.

Pianoth
Spiegato nella maniera più semplice possibile, e soprattutto come l'ho intesa io, questa congettura dice che se esiste una certo insieme $A$ formato solo da numeri interi positivi tale che la somma dei reciproci di tutti gli elementi di $A$ diverge (e di conseguenza questo insieme deve essere formato da infiniti termini), allora l'insieme contiene infinite progressioni aritmetiche di qualunque lunghezza. È molto difficile fare un esempio numerico, l'esempio che ha fatto Maci prima comunque è chiaro.

Stellinelm
grz prof :smt023
dunque :
1) la somma dei reciproci diverge solo se i termini della progressione (o i termini dell'nsieme degli interi $A$) sono infiniti ?
2) a divergere devono essere la somma dei reciproci dei termini della progressione o quelli dell'insieme degli interi $A$ al cui interno possiamo individuare la progressione ?

Ciao :smt1000

Pianoth
Scusami, ho interpretato in modo completamente sbagliato la congettura (ed in effetti mi pareva un po' strana, in questi giorni ho il cervello che non funziona) :-D
Dopo avere editato il mio post che diceva una marea di balle, ti rispondo:
1) Una qualunque somma diverge solo se i termini sono infiniti, quindi sì.
2) Qui mi sono reso conto che avevo detto una stupidaggine di dimensioni colossali, è la somma dei reciproci dei numeri interi positivi che formano l'insieme $A$.

Maledetto me che faccio tutto troppo velocemente senza pensare! :lol:

Zero87
Scusate ragazzi, mi metto un po' in mezzo, va'...!

Premetto che grazie agli interventi di Maci86 e a qualche assestamento di Pianoth... ci ho capito qualcosa con la congettura di Erdos. :D

Comunque

"Stellinelm":
1) la somma dei reciproci diverge solo se i termini della progressione (o i termini dell'nsieme degli interi $ A $) sono infiniti ?

Una cosa molto simile è utilizzata da Eulero per dimostrare l'infinità dei primi (ci ritorno un pizzico dopo la prossima cosa).

"Pianoth":
1) Una qualunque somma diverge solo se i termini sono infiniti, quindi sì.

Calma, calma... Non è affatto detto.
$\sum_(n=1)^\infty \frac{1}{n^2}$ converge :wink:
(Per chi è interessato, è il così detto "problema di Basilea" se non ricordo male: c'è una pagina apposta su wiki).

Tornando a prima, la serie
$\sum_(n=1)^\infty 1/n$
è detta serie armonica e diverge (posso assicurarvi che la divergenza di questa serie stupisce chiunque si trova alle prese con Analisi I). Vi chiedete perché vi dico/ripeto (per chi lo sa) questa cosa.

Il punto è che sono portato a supporre - ma chiedo a Maci86 di smentirmi dato che di algebra/tdn ne sa più di me :) - che la serie considerata da Erdos è una "sottoserie" (si dice?) o comunque un sottocaso della serie armonica appena detta. Tale serie armonica diverge solo se i termini della stessa sono infiniti, altrimenti converge.

Quindi, correggendo il tiro di quanto dice Pianoth
- se una serie ha un numero finito di termini, converge proprio perché è una somma finita
- se una serie ha un numero infinito di termini... non è detto che diverge, dipende.
:smt039

Dimenticavo.
Tornando ad Eulero, quest'ultimo ha dimostrato che
$\sum_(i=1)^\infty 1/p_i$
è una serie divergente ($p_i$ è l'$i$-esimo primo). Da questo si conclude automaticamente che i primi sono infiniti perché una qualsiasi serie, per divergere, deve per forza avere infiniti termini (e anche lì non è detto)...
Personalmente la dimostrazione di Eulero mi è rimasta un po' ostica e preferisco quella originaria di Euclide (che so che Stellinelm conosce molto bene).

Pianoth
"Zero87":

[quote="Pianoth"]1) Una qualunque somma diverge solo se i termini sono infiniti, quindi sì.

Calma, calma... Non è affatto detto.
$\sum_(n=1)^\infty \frac{1}{n^2}$ converge :wink: [/quote]
Ma certo, lo so :-D Mi sono espresso male: con "una qualunque somma diverge solo se i termini sono infiniti" intendevo dire "una somma può divergere solo se i termini sono infiniti"... Scusa per l'imprecisione, hai ragione :)

Zero87
"Pianoth":
[quote="Zero87"]
[quote="Pianoth"]1) Una qualunque somma diverge solo se i termini sono infiniti, quindi sì.

Calma, calma... Non è affatto detto.
$\sum_(n=1)^\infty \frac{1}{n^2}$ converge :wink: [/quote]
Ma certo, lo so :-D Mi sono espresso male: con "una qualunque somma diverge solo se i termini sono infiniti" intendevo dire "una somma può divergere solo se i termini sono infiniti"... Scusa per l'imprecisione, hai ragione :)[/quote]
Non preoccuparti.

Buona Pasqua forumisti :smt039

Maci86
1) la somma dei reciproci diverge solo se i termini della progressione (o i termini dell'nsieme degli interi $A$) sono infiniti ?
Una somma in generale, se diverge, diverge perché ha infiniti termini.
2) a divergere devono essere la somma dei reciproci dei termini della progressione o quelli dell'insieme degli interi $A$ al cui interno possiamo individuare la progressione ?
Quelli dell'insieme $A$, sotto la sommatoria c'è infatti scritto che i termini variano in $A$.

Zero, la questione è che è esattamente la sottoserie che somma tutti gli inversi degli elementi di $A$. Ed è il vero nocciolo della questione, capire se l'insieme converge o meno. L'insieme del mio esempio, costruito apposta per tendere un tranello ad Erdos, son quasi sicuro sia contro Erdos per la lunghezza delle progressioni ma non son sicuro diverga..

Sk_Anonymous
Se non vedo male (ho fatto una stima a mente)
\[\sum_{n=0}^{+\infty} \sum_{k=2 \cdot 10^{n}}^{10^{n+1} -1} \frac{1}{k}\] dovrebbe essere divergente, ma non sono sicuro che l'insieme di Maci86 sia un controesempio. Infatti comunque io scelga \(k \in \mathbb{N}\)*, in un qualunque sottoinsieme di \(A\) del tipo \[ \{2 \cdot 10^n, \dots, 10^{n+1}-1\}\] con \(n > k\) posso trovare una progressione (banale) con \(k\) elementi.
________________
* E wiki.eng dice proprio arithmetic progressions of any given length.

Maci86
Se avessi trovato un vero contro esempio sarei un genio, ma è la cosa che più assomigliava a una trappola a buchi o crivello che mi sia venuta in mente al volo, potrei costruirla meglio :D Ma penso tu sappia già cosa volevo fare con quell'esempio :D

Zero87
"Maci86":
Se avessi trovato un vero contro esempio sarei un genio

E avresti anche 5000 dollari. :D

Io il controesempio l'ho trovato, in un prossimo post lo scrivo meglio. :roll:

Maci86
Potresti offrirmi una cena allora, coi 5000 euro!

Zero87
"Maci86":
Potresti offrirmi una cena allora, coi 5000 euro!

Te la offrirei veramente... se fosse vero.
[size=80](Non penso che ci sei cascato nel pesce d'aprile anche perché fino a ieri non sapevo nemmeno dell'esistenza della congettura di Erdos...)[/size]
:smt039

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