林尼克定理

林尼克定理（英语：Linnik's theorem）是解析数论中的一个定理，它回答了一个由狄利克雷定理自然推广的问题。它声称，存在着正数 c 和 L 使得：如果我们用p(a,d)表示最小的素数等差数列

${\displaystyle a+nd,\ }$

其中 n 跑遍正整数，a 和 d 为任何的互质正整数满足 1≤ a ≤ d -1，则：

${\displaystyle p(a,d)<cd^{L}.\;}$

本定理以尤里·林尼克（英语：Yuri Linnik）的名字命名，他证明它在1944年。^[1][2] 虽然林尼克的证据表明 c 和 L 是 可计算数，但是他没有提供任何数值。

性质

目前已经知道， L ≤2对于几乎所有整数d都成立.^[3]

在 广义黎曼假设成立的前提下，有，

${\displaystyle p(a,d)\leq (1+o(1))\varphi (d)^{2}\ln ^{2}d\;,}$

这里 ${\displaystyle \varphi }$是欧拉函数.^[4] 更强的上界是

${\displaystyle p(a,d)\leq \varphi (d)^{2}\ln ^{2}d\;,}$

也已证实。^[5]

目前猜测：

${\displaystyle p(a,d)<d^{2}.\;}$ ^[4]

L的边界

常数 L 称为林尼克常数 ^[6]

下表显示了有关该常数迄今为止取得的进展。

L ≤	证实的年份	作者
10000	1957年	潘[7]
5448	1958年	潘
777	1965年	陈[8]
630	1971年	朱提拉
550	1970年	朱提拉
168	1977年	陈[9]
80	1977年	朱提拉
36	1977年	格雷厄姆[10]
20	1981年	格雷厄姆[11] (之前提交的陈1979年的文件)
17	1979年	陈[12]
16	1986年	王
13.5	1989年	陈 刘[13][14]
8	1990年	王[15]
5.5	1992年	希斯-布朗
5.18	2009年	吉罗里斯
5	2011	吉罗里斯

此外，在希斯-布朗的结果，常数 c 是有效的可计算数。

参考文献

1. Linnik, Yu. V. On the least prime in an arithmetic progression I. The basic theorem. Rec. Math. (Mat. Sbornik) N.S. 1944, 15 (57): 139–178. MR 0012111.
2. Linnik, Yu. V. On the least prime in an arithmetic progression II. The Deuring-Heilbronn phenomenon. Rec. Math. (Mat. Sbornik) N.S. 1944, 15 (57): 347–368. MR 0012112.
3. Bombieri, Enrico; Friedlander, John B.; Iwaniec, Henryk. Primes in Arithmetic Progressions to Large Moduli. III. Journal of the American Mathematical Society. 1989, 2 (2): 215–224. JSTOR 1990976. MR 0976723. doi:10.2307/1990976.
4. Heath-Brown, Roger. Zero-free regions for Dirichlet L-functions, and the least prime in an arithmetic progression. Proc. London Math. Soc. 1992, 64 (3): 265–338. MR 1143227. doi:10.1112/plms/s3-64.2.265.
5. Lamzouri, Y.; Li, X.; Soundararajan, K. Conditional bounds for the least quadratic non-residue and related problems. Math. Comp. 2015, 84 (295): 2391–2412. arXiv:1309.3595 . doi:10.1090/S0025-5718-2015-02925-1.
6. Guy, Richard K. Unsolved problems in number theory. Problem Books in Mathematics 1 Third. New York: Springer-Verlag. 2004: 22. ISBN 978-0-387-20860-2. MR 2076335. doi:10.1007/978-0-387-26677-0.
7. Pan, Cheng Dong. On the least prime in an arithmetical progression. Sci. Record. New Series. 1957, 1: 311–313. MR 0105398.
8. Chen, Jingrun. On the least prime in an arithmetical progression. Sci. Sinica. 1965, 14: 1868–1871.
9. Chen, Jingrun. On the least prime in an arithmetical progression and two theorems concerning the zeros of Dirichlet's $L$-functions. Sci. Sinica. 1977, 20 (5): 529–562. MR 0476668.
10. Graham, Sidney West. (学位论文). 缺少或|title=为空 (帮助)
11. Graham, S. W. On Linnik's constant. Acta Arith. 1981, 39 (2): 163–179. MR 0639625. doi:10.4064/aa-39-2-163-179.
12. Chen, Jingrun. On the least prime in an arithmetical progression and theorems concerning the zeros of Dirichlet's $L$-functions. II. Sci. Sinica. 1979, 22 (8): 859–889. MR 0549597.
13. Chen, Jingrun; Liu, Jian Min. On the least prime in an arithmetical progression. III. Science in China Series A: Mathematics. 1989, 32 (6): 654–673. MR 1056044.
14. Chen, Jingrun; Liu, Jian Min. On the least prime in an arithmetical progression. IV. Science in China Series A: Mathematics. 1989, 32 (7): 792–807. MR 1058000.
15. Wang, Wei. On the least prime in an arithmetical progression. Acta Mathematica Sinica. New Series. 1991, 7 (3): 279–288. MR 1141242. doi:10.1007/BF02583005.