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埃尔多斯问题#728的解决:阿希塔尔简明证明

数论 2026-01-27 v5

摘要

我们提供了埃尔多斯问题#728解决方案的阐述;这是首个由AI系统自主完全解决的埃尔多斯问题(即由保罗·埃尔多斯提出并收录于埃尔多斯问题网站上的问题)。该系统由OpenAI的GPT-5.2 Pro与Harmonic的Aristotle组合而成,由Kevin Barreto操作。该系统的最终结果是用Lean编写的形式化证明,我们在本文中将其翻译为非正式的数学内容,以便更广泛的可访问性。所证明的结果如下。我们展示了关于阶乘整除的对数间隙现象:对于任意常数0<C₁<C₂和0<ε<1/2,存在无穷多个三元组(a,b,n)∈ℕ³满足εn≤a,b≤(1-ε)n,使得a!b!∣n!(a+b-n)!且C₁logn<a+b-n<C₂logn。该论证将其归约为二项式整除binom{m+k}{k}∣binom{2m}{m},并逐素数进行分析。根据Kummer定理,ν_pbinom{2m}{m}转化为对m的翻倍在基p下的携带计数。我们随后采用计数论方法,在每个尺度[M,2M]中寻找一个整数m,其基p展开式同时在对每个p≤2k时都迫使大量携带,同时避免m+1,…,m+k中存在异常高次方p整除的罕见事件。这些“携带丰富但无尖峰”的m选择迫使所需的p-adic不等式和整除性。总体策略类似于埃尔多斯及Pomerance等人之前研究的二项式除数问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.07421,
  title  = {Resolution of Erd\H{o}s Problem #728: a writeup of Aristotle's Lean proof},
  author = {Nat Sothanaphan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.07421},
  year   = {2026}
}

备注

20 pages, 1 figure