高斯素数有和普通素数一样的分布规律!
对于 高斯整数 ,我们定义其 范数 为
若高斯整数 满足 且只有 平凡因子,则我们称 为 高斯素数. 比如
都是高斯素数. 由定义可知我们不考虑相伴的高斯素数.
记 为范数不超过 的高斯素数的个数,则称 为 高斯素数计数函数. 比如
则对于 ,我们有
高斯素数定理: .
证明:
我们知道高斯素数只有三种,即
, .
, 为 型素数.
型素数 , .
若我们记 为不超过 的 型素数的个数, 为不超过 的 型素数的个数. 则当 时,我们有
又由于
由此可得
从而有 .
补充:若正整数 互素,则由著名的 狄利克雷定理 知 型素数有无穷多个. 若记 为不超过 的 型素数的个数,则我们有
其中 为 欧拉函数.