利用高斯符號

[

x

]

{\displaystyle [x]}

,可以建立一些第n個質數的表達式:

Mills公式

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第一個帶高斯函數的質數公式由W. H. Mills在1947年構造。他證明了存在實數A使得數列

[

A

3

n

]

{\displaystyle [A^{3^{n}}\;]}

中的每個數都是質數。最小的A稱為米爾斯常數,如果黎曼猜想成立,它的值大約為:

A

1.30637788386308069046

{\displaystyle A\approx 1.30637788386308069046\ldots }

( A051021)。

這個質數公式並沒有什麼實際價值,因為人們對A的性質所知甚少,甚至不知道A是否為有理數。而且,除了用質數值逼近外,沒有其他計算A的方法。

威爾遜定理的利用

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使用威爾遜定理,可以建立一些其他的質數公式。以下的公式也沒有什麼實際價值,大多數的質數測試都比它遠為有效。

我們定義

π

(

m

)

=

j

=

2

m

sin

2

(

π

j

(

j

1

)

!

2

)

sin

2

(

π

j

)

{\displaystyle \pi (m)=\sum _{j=2}^{m}{\frac {\sin ^{2}({\pi \over j}(j-1)!^{2})}{\sin ^{2}({\pi \over j})}}}

或者

π

(

m

)

=

j

=

2

m

[

(

j

1

)

!

+

1

j

[

(

j

1

)

!

j

]

]

.

{\displaystyle \pi (m)=\sum _{j=2}^{m}\left[{(j-1)!+1 \over j}-\left[{(j-1)! \over j}\right]\right].}

這兩種定義是等價的。π(m)就是小於m的質數個數。於是,我們可以定義第n個質數如下:

p

n

=

1

+

m

=

1

2

n

[

[

n

1

+

π

(

m

)

]

1

n

]

.

{\displaystyle p_{n}=1+\sum _{m=1}^{2^{n}}\left\lbrack \left\lbrack {n \over 1+\pi (m)}\right\rbrack ^{1 \over n}\right\rbrack .}

另一個用高斯函數的例子

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這個例子沒有用到階乘和威爾遜定理,但也大量應用了高斯函數(S. M. Ruiz 2000)。首先定義:

π

(

k

)

=

k

1

+

j

=

2

k

[

2

j

(

1

+

s

=

1

[

j

]

(

[

j

1

s

]

[

j

s

]

)

)

]

{\displaystyle \pi (k)=k-1+\sum _{j=2}^{k}\left\lbrack {2 \over j}\left(1+\sum _{s=1}^{\left\lbrack {\sqrt {j}}\right\rbrack }\left(\left\lbrack {j-1 \over s}\right\rbrack -\left\lbrack {j \over s}\right\rbrack \right)\right)\right\rbrack }

然後就有第n個質數的表達式:

p

n

=

1

+

k

=

1

2

(

[

n

ln

(

n

)

]

+

1

)

(

1

[

π

(

k

)

n

]

)

.

{\displaystyle p_{n}=1+\sum _{k=1}^{2(\lbrack n\ln(n)\rbrack +1)}\left(1-\left\lbrack {\pi (k) \over n}\right\rbrack \right).}