View source for अभाज्य संख्या प्रमेय

गणित में, '''[[अभाज्य संख्या]] प्रमेय''' (पीएनटी) धनात्मक पूर्णांकों के बीच अभाज्य संख्याओं के विषम विश्लेषण वितरण का वर्णन करता है। यह सहज ज्ञान युक्त विचार को औपचारिक रूप देता है कि प्राइम कम सामान्य हो जाते हैं क्योंकि वे उस दर को स्पष्ट रूप से मापते हैं जिस पर यह घटित होता है। [[जैक्स हैडमार्ड]] द्वारा प्रमेय को स्वतंत्र रूप से सिद्ध किया गया था <ref name="Hadamard1896">{{Citation|last=Hadamard|first=Jacques|author-link=Jacques Hadamard|year=1896|title=Sur la distribution des zéros de la fonction ζ(s) et ses conséquences arithmétiques.|journal=Bulletin de la Société Mathématique de France|publisher=Société Mathématique de France|volume=24|pages=199–220|url=http://www.numdam.org/numdam-bin/fitem?id=BSMF_1896__24__199_1 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120717195014/http://www.numdam.org/numdam-bin/fitem?id=BSMF_1896__24__199_1 |archive-date=2012-07-17 }}</ref> और चार्ल्स जीन डे ला वाली पुसिन <ref name="de la Vallée Poussin1896">{{Citation|last=de la Vallée Poussin|first=Charles-Jean|author-link=Charles Jean de la Vallée Poussin|year=1896|title=Recherches analytiques sur la théorie des nombres premiers.|journal=Annales de la Société scientifique de Bruxelles|publisher=Imprimeur de l'Académie Royale de Belgique|volume=20 B; 21 B|pages=183-256, 281-352, 363-397; 351-368|url=http://sciences.amisbnf.org/fr/livre/recherches-analytiques-de-la-theorie-des-nombres-premiers}}</ref> 1896 में [[बर्नहार्ड रीमैन]] (विशेष रूप से, [[रीमैन जीटा फ़ंक्शन|रीमैन जीटा फलन]]) द्वारा प्रस्तुत किए गए विचारों का उपयोग करते हुए।

इस तरह का पहला वितरण {{math|''π''(''N'') ~ {{sfrac|''N''|log(''N'')}}}} पाया गया है , जहाँ {{math|''π''(''N'')}} [[प्राइम-काउंटिंग फलन|प्राइम-काउंटिंग फलन]] है (N से कम या उसके सामान्य प्राइम्स की संख्या) और {{math|log(''N'')}} का [[प्राकृतिक]] लघुगणक {{mvar|N}} है . इसका कारण है कि अधिक बड़े के लिए {{mvar|N}} [[संभावना]] है कि यादृच्छिक पूर्णांक से अधिक {{mvar|N}} नहीं है प्राइम {{math|1 / log(''N'')}} के बहुत निकट है . परिणाम स्वरुप, अधिकतम के साथ यादृच्छिक पूर्णांक {{math|2''n''}} अंक (पर्याप्त बड़े {{mvar|n}} के लिए) अधिक से अधिक यादृच्छिक पूर्णांक के रूप में अभाज्य होने की संभावना से लगभग {{mvar|n}} आधा है । उदाहरण के लिए, अधिकतम 1000 अंकों के धनात्मक पूर्णांकों में से, 2300 में लगभग ({{math|log(10<sup>1000</sup>) ≈ 2302.6}}) अभाज्य है , जबकि अधिकतम 2000 अंकों के धनात्मक पूर्णांकों में से, 4600 में लगभग {{math|log(10<sup>2000</sup>) ≈ 4605.2}} अभाज्य है दूसरे शब्दों में, पहले के बीच क्रमागत अभाज्य संख्याओं के बीच का औसत अंतर {{mvar|N}} पूर्णांक सामान्यतः {{math|log(''N'')}} है .<ref>{{cite book|last = Hoffman|first = Paul|title = The Man Who Loved Only Numbers|url = https://archive.org/details/manwholovedonlyn00hoff/page/227|url-access = registration|publisher = Hyperion Books|year = 1998|page = [https://archive.org/details/manwholovedonlyn00hoff/page/227 227]|isbn = 978-0-7868-8406-3|mr = 1666054|location = New York}}</ref>
== कथन                                                                                                 ==
[[File:Prime number theorem ratio convergence.svg|thumb|300px|प्राइम-काउंटिंग फलन का अनुपात दिखाने वाला ग्राफ़ {{math|''π''(''x'')}} इसके दो अनुमानों के लिए, {{math|''x'' / log ''x''}} और {{math|Li(''x'')}}. जैसा {{mvar|x}} बढ़ता है (ध्यान दें {{mvar|x}} अक्ष लॉगरिदमिक है), दोनों अनुपात 1 की ओर जाते हैं। अनुपात के लिए {{math|''x'' / log ''x''}} ऊपर से बहुत धीरे-धीरे परिवर्तित होता है, जबकि अनुपात के लिए {{math|Li(''x'')}} नीचे से अधिक तेज़ी से एकाग्र होता है।]]
[[File:Prime number theorem absolute error.svg|thumb|300px|लॉग-लॉग प्लॉट की पूर्ण त्रुटि दिखा रहा है {{math|''x'' / log ''x''}} और {{math|Li(''x'')}}, प्राइम-काउंटिंग फलन के दो सन्निकटन {{math|''π''(''x'')}}. अनुपात के विपरीत, के बीच का अंतर {{math|''π''(''x'')}} और {{math|''x'' / log ''x''}} के रूप में बिना किसी सीमा के बढ़ता है {{mvar|x}} बढ़ती है। वहीं दूसरी ओर, {{math|Li(''x'') − ''π''(''x'')}} स्विच अनंत बार हस्ताक्षर करते हैं।]]

माना {{math|''π''(''x'')}} प्राइम-काउंटिंग फलन बनें, जो प्राइम्स की संख्या से कम या उसके सामान्य {{mvar|x}} हो , किसी भी वास्तविक संख्या {{mvar|x}} के लिए. उदाहरण के लिए, {{math|''π''(10) {{=}} 4}} क्योंकि चार अभाज्य संख्याएँ (2, 3, 5 और 7) 10 से कम या उसके सामान्य हैं। अभाज्य संख्या प्रमेय तब बताता है कि {{math|''x'' / log ''x''}} का अच्छा अनुमान {{math|''π''(''x'')}} है (जहाँ log का अर्थ है प्राकृतिक लघुगणक), इस अर्थ में कि दो फलनों के भागफल के फलन की सीमा {{math|''π''(''x'')}} और {{math|''x'' / log ''x''}} जैसा {{mvar|x}} बिना किसी सीमा के बढ़ता है :                                                                                                                                                                           

: <math>\lim_{x\to\infty}\frac{\;\pi(x)\;}{\;\left[ \frac{x}{\log(x)}\right]\;} = 1,</math>
अभाज्य संख्याओं के वितरण के उपगामी नियम के रूप में जाना जाता है। [[स्पर्शोन्मुख संकेतन]] का उपयोग करके इस परिणाम को इस रूप में पुनर्स्थापित किया जा सकता है

:<math>\pi(x)\sim \frac{x}{\log x}.</math>
यह संकेतन (और प्रमेय) दो फलनों के अंतर की सीमा के बारे में कुछ नहीं कहता है इस प्रकार {{mvar|x}} बिना सीमा के बढ़ता है। इसके अतिरिक्त, प्रमेय कहता है कि {{math|''x'' / log ''x''}} अनुमानित {{math|''π''(''x'')}} इस अर्थ में कि इस सन्निकटन की सापेक्ष त्रुटि 0 तक पहुँचती है {{mvar|x}} बिना सीमा के बढ़ता है।

अभाज्य संख्या प्रमेय इस कथन के समतुल्य है कि {{mvar|n}}वें अभाज्य संख्या {{mvar|p<sub>n</sub>}} संतुष्ट

:<math>p_n \sim n\log(n),</math>
स्पर्शोन्मुख संकेतन का अर्थ है, फिर से, कि इस सन्निकटन की सापेक्ष त्रुटि 0 के रूप में पहुंचती है {{mvar|n}} बिना सीमा के बढ़ता है। उदाहरण के लिए, द {{val|2|e=17}}वें अभाज्य संख्या है {{val|8512677386048191063}},<ref>{{cite web|title=Prime Curios!: 8512677386048191063|url=http://primes.utm.edu/curios/cpage/24149.html|work=Prime Curios!|publisher=University of Tennessee at Martin|date=2011-10-09}}</ref> और ({{val|2|e=17}}) log ({{val|2|e=17}}) तक चक्कर लगाता है {{val|7967418752291744388}}, लगभग 6.4% की सापेक्ष त्रुटि है।

दूसरी ओर, निम्नलिखित स्पर्शोन्मुख संबंध तार्किक रूप से समतुल्य हैं:<ref>{{cite book |last1=M. Apostol |first1=Tom |title=Introduction to Analytic Number Theory |series=Undergraduate Texts in Mathematics |year=1976 |publisher=Springer |isbn=978-1-4757-5579-4 |pages=80–82 |doi=10.1007/978-1-4757-5579-4 |edition=1 |url=https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4757-5579-4#about}}</ref>                                                                                                      
:<math>\begin{align}
    \lim_{x\rightarrow \infty}\frac{\pi(x)\log x}{x}&=1,\\
    \lim_{x\rightarrow \infty}\frac{\pi(x)\log \pi(x)}{x}&=1.
\end{align}
</math>
जैसा कि रेखांकित किया गया प्रूफ स्केच, अभाज्य संख्या प्रमेय भी किसके समतुल्य है                                                                                        
:<math>\lim_{x\to\infty} \frac{\vartheta (x)}x = \lim_{x\to\infty} \frac{\psi(x)}x=1,</math>
जहाँ {{mvar|{{not a typo|ϑ}}}} और {{mvar|ψ}} क्रमशः [[चेबीशेव समारोह|चेबीशेव फलन]] हैं, और
:<math>\lim_{x \to \infty} \frac{M(x)}{x}=0,</math><ref>{{cite book |last1=M. Apostol |first1=Tom |title=Introduction to Analytic Number Theory |series=Undergraduate Texts in Mathematics |year=1976 |publisher=Springer |isbn=978-1-4757-5579-4 |pages=92–94 |doi=10.1007/978-1-4757-5579-4 |edition=1 |url=https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4757-5579-4#about}}</ref>
जहाँ <math>M(x)=\sum_{n \leq x} \mu(n)</math> [[मेर्टेंस फलन करता है]]।                                                                                                                                                                                                     

== अभाज्य संख्याओं के स्पर्शोन्मुख नियम के प्रमाण का इतिहास                                                                                                                                               ==

[[एंटोन फेलकेल]] और [[यूरी वेगा]] द्वारा तालिकाओं के आधार पर, [[एड्रियन मैरी लीजेंड्रे]] ने 1797 या 1798 में अनुमान लगाया कि {{math|''π''(''a'')}} फलन {{math|''a'' / (''A'' log ''a'' + ''B'')}} द्वारा अनुमानित है , जहाँ {{mvar|A}} और {{mvar|B}} अनिर्दिष्ट स्थिरांक हैं। संख्या सिद्धांत (1808) पर अपनी पुस्तक के दूसरे संस्करण में उन्होंने फिर लीजेंड्रे स्थिरांक बनाया जाता है, जिसके साथ {{math|''A'' {{=}} 1}} और {{math|''B'' {{=}} −1.08366}}. [[कार्ल फ्रेडरिक गॉस]] ने इसी प्रश्न पर 15 या 16 वर्ष की आयु में 1792 या 1793 में विचार किया था, 1849 में अपने स्वयं के स्मरण के अनुसार <ref>{{Citation|last=Gauss|first=C. F.|author-link=Carl Friedrich Gauss|year=1863|title=Werke|publisher=Teubner|location=Göttingen|edition=1st|volume=2|pages=444–447|url=https://archive.org/details/carlfriedrichgu00gausgoog/page/444/mode/2up}}.</ref> 1838 में [[पीटर गुस्ताव लेज्यून डिरिचलेट]] अपने स्वयं के सन्निकटन फलन, [[लॉगरिदमिक इंटीग्रल]] के साथ आए {{math|li(''x'')}} (श्रृंखला के थोड़े अलग रूप के अनुसार, जिसे उन्होंने गॉस को बताया)। लीजेंड्रे और डिरिचलेट के दोनों सूत्र समान अनुमानित स्पर्शोन्मुख तुल्यता का संकेत देते हैं इस प्रकार {{math|''π''(''x'')}} और {{math|''x'' / log(''x'')}} ऊपर कहा गया है, चूँकि यह पता चला है कि डिरिक्लेट का सन्निकटन अधिक उत्तम है यदि कोई भागफल के अतिरिक्त अंतरों पर विचार करता है।

1848 और 1850 के दो पत्रों में, रूसी गणितज्ञ [[Pafnuty Chebyshev|पफनुटी चेबीशेव]] ने अभाज्य संख्याओं के वितरण के स्पर्शोन्मुख नियम को सिद्ध करने का प्रयास किया था। जीटा फलन के उपयोग के लिए उनका काम उल्लेखनीय है {{math|''ζ''(''s'')}}, तर्क के वास्तविक मूल्यों {{mvar|s}} के लिए, जैसा कि 1737 की प्रारंभ में [[लियोनहार्ड यूलर]] के फलनों में था। चेबीशेव के कागजात 1859 के रीमैन के प्रसिद्ध संस्मरण से पहले के थे, और वह स्पर्शोन्मुख नियम के थोड़े अशक्त रूप को सिद्ध करने में सफल रहे, अर्थात्, यदि सीमा के रूप में {{mvar|x}} की अनंतता में जाता है {{math|''π''(''x'') / (''x'' / log(''x''))}} बिल्कुल उपस्थित है, तो यह अनिवार्य रूप से के सामान्य है।<ref>{{cite journal |first=N. |last=Costa Pereira |jstor=2322510 |title=A Short Proof of Chebyshev's Theorem |journal=American Mathematical Monthly|date=August–September 1985|pages=494–495|volume=92|doi=10.2307/2322510|issue=7}}</ref> वह बिना नियम यह सिद्ध करने में सक्षम था कि यह अनुपात 1 के निकट दो स्पष्ट रूप से दिए गए स्थिरांक से ऊपर और नीचे घिरा हुआ है, सभी के लिए पर्याप्त रूप {{mvar|x}} से बड़ा .<ref>{{cite journal |first=M. |last=Nair |jstor=2320934 |title=On Chebyshev-Type Inequalities for Primes |journal=American Mathematical Monthly |date=February 1982 |pages=126–129 |volume=89 |doi=10.2307/2320934 |issue=2}}</ref> चूँकि चेबीशेव का पेपर प्राइम नंबर प्रमेय को सिद्ध नहीं करता है, किन्तु उसका अनुमान है {{math|''π''(''x'')}} बर्ट्रेंड के अभिधारणा को सिद्ध करने के लिए पर्याप्त सशक्त थे कि उनके बीच अभाज्य संख्या {{math|''n''}} और {{math|2''n''}} उपस्थित है किसी भी पूर्णांक के लिए {{math|''n'' ≥ 2}}.है 

अभाज्य संख्याओं के वितरण से संबंधित महत्वपूर्ण पेपर रीमैन का 1859 का संस्मरण [[किसी दिए गए परिमाण से कम प्राइम्स की संख्या पर]] था, एकमात्र पेपर जो उन्होंने इस विषय पर लिखा था। रीमैन ने इस विषय में नए विचार प्रस्तुत किए, मुख्य रूप से यह कि अभाज्य संख्याओं का वितरण सम्मिश्र चर के विश्लेषणात्मक रूप से विस्तारित रीमैन ज़ेटा फलन के शून्य के साथ घनिष्ठ रूप से जुड़ा हुआ है। विशेष रूप से, यह इस पत्र में है कि वास्तविक फलन के अध्ययन के लिए [[सम्मिश्र विश्लेषण]] के विधियों को प्रयुक्त करने का विचार है {{math|''π''(''x'')}} उत्पत्ति रीमैन के विचारों का विस्तार करते हुए, अभाज्य संख्याओं के वितरण के स्पर्शोन्मुख नियम के दो प्रमाण स्वतंत्र रूप से जैक्स हैडमार्ड द्वारा पाए गए <ref name="Hadamard1896" /> और चार्ल्स जीन डे ला वाली पुसिन <ref name="de la Vallée Poussin1896" /> और उसी वर्ष (1896) में दिखाई दिया था। दोनों प्रमाणों ने सम्मिश्र विश्लेषण से विधियों का उपयोग किया था, प्रमाण के मुख्य चरण के रूप में स्थापित किया कि रीमैन जीटा फलन करता है {{math|''ζ''(''s'')}} चर के सभी सम्मिश्र मानों {{mvar|s}} के लिए शून्य नहीं है जिसका रूप {{math|''s'' {{=}} 1 + ''it''}} साथ {{math|''t'' > 0}} है.<ref>{{cite book |last = Ingham |first = A. E. |title = The Distribution of Prime Numbers |publisher = Cambridge University Press| year = 1990 |pages = 2–5 |isbn = 978-0-521-39789-6}}</ref>

20वीं शताब्दी के समय, हैडमार्ड और डे ला वाली पुसिन के प्रमेय को प्रधान संख्या प्रमेय के रूप में भी जाना जाने लगा था। इसके कई अलग-अलग प्रमाण पाए गए, जिनमें [[एटले सेलबर्ग]] के प्राथमिक प्रमाण भी सम्मिलित हैं <ref name="Selberg1949" /> और पॉल एर्डोस <ref name="Erdős1949">{{Citation|last=Erdős|first=Paul|author-link=Paul Erdős|date=1949-07-01|title=On a new method in elementary number theory which leads to an elementary proof of the prime number theorem|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|publisher=National Academy of Sciences|location=U.S.A.|volume=35|issue=7|pages=374–384|doi=10.1073/pnas.35.7.374|pmid=16588909 |pmc=1063042 |bibcode=1949PNAS...35..374E |url=https://www.renyi.hu/~p_erdos/1949-02.pdf|doi-access=free }}</ref> (1949)। हैडमर्ड और डे ला वल्ली पुसिन के मूल प्रमाण लंबे और विस्तृत हैं; बाद के प्रमाणों ने [[टाउबेरियन प्रमेय]]ों के उपयोग के माध्यम से विभिन्न सरलीकरण पेश किए लेकिन पचाने में मुश्किल बनी रही। अमेरिकी गणितज्ञ डोनाल्ड जे. न्यूमैन द्वारा 1980 में एक संक्षिप्त प्रमाण की खोज की गई थी। <ref>{{cite journal|title=अभाज्य संख्या प्रमेय का सरल विश्लेषणात्मक प्रमाण|journal=[[American Mathematical Monthly]] |volume=87 |year=1980 |pages=693–696 |first=Donald J. | last=Newman |doi=10.2307/2321853 |jstor=2321853 |issue=9 | mr=0602825}}</ref><ref name=":0">{{cite journal |title=Newman's short proof of the prime number theorem |journal=American Mathematical Monthly |volume=104 |year=1997 |pages=705–708 |first=Don |last=Zagier |url=http://www.maa.org/programs/maa-awards/writing-awards/newmans-short-proof-of-the-prime-number-theorem |doi=10.2307/2975232 |jstor=2975232 |issue=8 | mr=1476753}}</ref> न्यूमैन का प्रमाण यकीनन प्रमेय का सबसे सरल ज्ञात प्रमाण है, चूँकि यह इस अर्थ में गैर-प्रारंभिक है कि यह कॉची के अभिन्न प्रमेय को सम्मिश्र विश्लेषण से उपयोग करता है।

== प्रमाण स्केच                                                                                                                                                                                                           ==
यहाँ [[टेरेंस ताओ]] के व्याख्यान में उल्लिखित प्रमाण का रेखाचित्र है।<ref>{{cite web |last1=Tao |first1=Terence |author-link = Terence Tao|title=254A, Notes 2: Complex-analytic multiplicative number theory |url=https://terrytao.wordpress.com/2014/12/09/254a-notes-2-complex-analytic-multiplicative-number-theory/ |website=Terence Tao's blog|date=10 December 2014 }}</ref> पीएनटी के अधिकांश प्रमाणों की तरह, यह समस्या को कम सहज, किन्तु उत्तम व्यवहार वाले, प्राइम-काउंटिंग फलन के रूप में सुधारने से प्रारंभ होता है। यह विचार है कि प्राइम्स (या संबंधित समुच्चय जैसे कि प्राइम पॉवर्स का समुच्चय) को वेट के साथ गिनना है जिससे फलन में स्मूद एसिम्प्टोटिक व्यवहार हो सके। इस तरह का सबसे सामान्य सामान्यीकृत गिनती फलन चेबीशेव फलन {{math|''ψ''(''x'')}}, द्वारा परिभाषित है

:<math>\psi(x) = \!\!\!\! \sum_\stackrel{p^k \le x,}{p \text{ is prime}} \!\!\!\! \log p \; .</math>
इसे कभी-कभी लिखा जाता है

:<math>\psi(x) = \sum_{n\le x} \Lambda(n) \; ,</math>
जहाँ {{math|''Λ''(''n'')}} [[मैंगोल्ड्ट फ़ंक्शन द्वारा|मैंगोल्ड्ट फलन द्वारा]] है, अर्थात्

:<math>\Lambda(n) = \begin{cases} \log p & \text{ if } n = p^k \text{ for some prime } p \text{ and integer } k \ge 1, \\ 0 & \text{otherwise.} \end{cases}</math>
अब यह जाँचना अपेक्षाकृत सरल हो गया है कि पीएनटी उस प्रमाण के समतुल्य है
:<math>\lim_{x\to\infty} \frac{\psi(x)}{x} = 1 \; .</math>
यह सरल अनुमानों से चलता है
:<math>\psi(x) = \sum_\stackrel{p\le x}{p \text{ is prime}} \log p \left\lfloor \frac{\log x}{\log p} \right\rfloor \le \sum_\stackrel{p\le x}{p \text{ is prime}} \log x = \pi(x)\log x</math>
और (बिग ओ नोटेशन का उपयोग करके बड़ा {{mvar|O}} नोटेशन) किसी {{math|''ε'' > 0}} के लिए ,
:<math>\psi(x) \ge \!\!\!\!\sum_\stackrel{x^{1-\varepsilon}\le p\le x}{p \text{ is prime}}\!\!\!\! \log p\ge\!\!\!\!\sum_\stackrel{x^{1-\varepsilon}\le p\le x}{p \text{ is prime}}\!\!\!\!(1-\varepsilon)\log x=(1-\varepsilon)\left(\pi(x)+O\left(x^{1-\varepsilon}\right)\right)\log x \; .</math>
इसके लिए {{math|''ψ''(''x'')}} उपयोगी प्रतिनिधित्व खोजना है . माना {{math|''ζ''(''s'')}} रिमेंन जीटा फलन हो। यह दिखाया जा सकता है {{math|''ζ''(''s'')}} वॉन मैंगोल्ड फलन {{math|''Λ''(''n'')}} से संबंधित है , और इसलिए {{math|''ψ''(''x'')}} करने के लिए ,

:<math>-\frac{\zeta'(s)}{\zeta(s)} = \sum_{n = 1}^\infty \Lambda(n) \, n^{-s} \; .</math>
मेलिन रूपांतरण और पेरोन के सूत्र का उपयोग करते हुए इस समीकरण और जेटा फलन के संबंधित गुणों का नाजुक विश्लेषण दिखाता है कि गैर-पूर्णांक के लिए {{mvar|x}} समीकरण

:<math>\psi(x) = x \; - \; \log(2\pi) \; - \sum\limits_{\rho :\, \zeta(\rho) = 0} \frac{x^\rho}{\rho}</math>
धारण करता है, जहां जीटा फलन के सभी शून्यों (तुच्छ और गैर-तुच्छ) पर योग होता है। यह हड़ताली सूत्र तथाकथित स्पष्ट सूत्रों (एल-फलन) में से है, और पहले से ही उस परिणाम का सूचक है जिसे हम सिद्ध करना चाहते हैं, क्योंकि शब्द {{mvar|x}} (के सही स्पर्शोन्मुख क्रम होने का प्रमाण किया {{math|''ψ''(''x'')}}) दाहिने हाथ की ओर प्रकट होता है, उसके बाद (संभवत:) निम्न-क्रम स्पर्शोन्मुख शब्द है।

प्रमाण के अगले चरण में जीटा फलन के शून्यों का अध्ययन सम्मिलित है। तुच्छ शून्य −2, −4, −6, −8, ... को अलग से संभाला जा सकता है:
:<math>\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{2n\,x^{2n}} = -\frac{1}{2}\log\left(1-\frac{1}{x^2}\right),</math>
जो बड़े मापदंड {{mvar|x}} पर विलुप्त हो जाता है . गैर-तुच्छ शून्य, अर्थात् महत्वपूर्ण पट्टी पर {{math|0 ≤ Re(''s'') ≤ 1}}, संभावित रूप से मुख्य शब्द {{mvar|x}} के तुलनीय स्पर्शोन्मुख क्रम का हो सकता है यदि {{math|Re(''ρ'') {{=}} 1}}, इसलिए हमें यह दिखाने की आवश्यकता है कि सभी शून्यों का वास्तविक भाग 1 से कम है।

=== गैर-लुप्त होने पर {{math|Re(''s'') {{=}} 1}} ===

ऐसा करने के लिए, हम इसे {{math|''ζ''(''s'')}} मान लेते हैं अर्ध-समष्टि में [[मेरोमॉर्फिक फ़ंक्शन|मेरोमॉर्फिक फलन]] {{math|Re(''s'') > 0}} है , और वहाँ साधारण ध्रुव को छोड़कर वहाँ {{math|''s'' {{=}} 1}} विश्लेषणात्मक है , और यह कि उत्पाद सूत्र है
:<math>\zeta(s)=\prod_p\frac{1}{1-p^{-s}} </math>
{{math|Re(''s'') > 1}} के लिए . यह उत्पाद सूत्र पूर्णांकों के अद्वितीय अभाज्य गुणनखंडन के अस्तित्व से अनुसरण करता है, और यह {{math|''ζ''(''s'')}} दर्शाता है इस क्षेत्र में कभी भी शून्य नहीं होता है, इसलिए इसका लघुगणक वहां परिभाषित किया जाता है और
:<math>\log\zeta(s)=-\sum_p\log \left(1-p^{-s} \right)=\sum_{p,n}\frac{p^{-ns}}{n} \; .</math>
लिखना {{math|''s'' {{=}} ''x'' + ''iy''}} ; तब

:<math>\big| \zeta(x+iy) \big| = \exp\left( \sum_{n,p} \frac{\cos ny\log p}{np^{nx}} \right) \; .</math>
अब पहचान का निरीक्षण करें
:<math> 3 + 4 \cos \phi+ \cos 2 \phi = 2 ( 1 + \cos \phi )^2\ge 0 \; ,</math>
जिससे

:<math>\left| \zeta(x)^3 \zeta(x+iy)^4 \zeta(x+2iy) \right| = \exp\left( \sum_{n,p} \frac{3 + 4 \cos(ny\log p) + \cos( 2 n y \log p )}{np^{nx}} \right) \ge 1</math>
सभी के लिए {{math|''x'' > 1}}. मान लीजिए कि अब {{math|''ζ''(1 + ''iy'') {{=}} 0}}. निश्चित रूप से {{mvar|y}} शून्य नहीं है, क्योंकि {{math|''ζ''(''s'')}} पर साधारण पोल है {{math|''s'' {{=}} 1}}. लगता है कि {{math|''x'' > 1}} और जाने {{mvar|x}} ऊपर से 1 की ओर रुख करें। तब से <math>\zeta(s)</math> पर साधारण पोल है इस प्रकार {{math|''s'' {{=}} 1}} और {{math|''ζ''(''x'' + 2''iy'')}} विश्लेषणात्मक रहता है, पिछली असमानता में बायां हाथ 0 की ओर जाता है।

अंत में, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पीएनटी अनुमानिक रूप से सत्य है। प्रमाण को सख्ती से पूरा करने के लिए अभी भी गंभीर तकनीकीताओं को दूर करना है, इस तथ्य के कारण कि स्पष्ट सूत्र में जीटा शून्य से अधिक का योग {{math|''ψ''(''x'')}} पूरी तरह अभिसरण नहीं करता है किन्तु केवल सनियम और प्रमुख मूल्य अर्थ में इस समस्या से निपटने के कई विधि हैं किन्तु उनमें से कई के लिए नाजुक सम्मिश्र-विश्लेषणात्मक अनुमानों की आवश्यकता होती है। एडवर्ड्स की किताब <ref>{{cite book |last = Edwards |first = Harold M. |author-link = Harold Edwards (mathematician) |title = Riemann's zeta function |publisher = Courier Dover Publications |year = 2001 |isbn = 978-0-486-41740-0}}</ref> विवरण प्रदान करता है। इकेहारा के ताउबेरियन प्रमेय का उपयोग करने के लिए और विधि है, चूँकि यह प्रमेय अपने आप में सिद्ध करने के लिए अधिक कठिन है। डीजे न्यूमैन ने देखा कि अभाज्य संख्या प्रमेय के लिए इकेहारा के प्रमेय की पूरी बल की आवश्यकता नहीं है, और कोई विशेष स्थिति से बच सकता है जिसे सिद्ध करना बहुत सरल है।

== अभाज्य संख्या प्रमेय का न्यूमैन का प्रमाण                                                                                                                                                  ==

डी. जे. न्यूमैन अभाज्य संख्या प्रमेय (पीएनटी) का त्वरित प्रमाण देते हैं। सम्मिश्र विश्लेषण पर विश्वास करने के आधार पर प्रमाण गैर-प्राथमिक है, किन्तु विषय में पहले पाठ्यक्रम से केवल प्राथमिक तकनीकों का उपयोग करता है: कॉची का अभिन्न सूत्र, कॉची का अभिन्न प्रमेय और सम्मिश्र अभिन्न का अनुमान यहाँ इस प्रमाण का संक्षिप्त विवरण दिया गया है। देखना <ref name=":0" /> पूरी जानकारी के लिए।

फलन के अतिरिक्त प्रूफ़ पिछले सेक्शन की तरह ही प्रिलिमिनरीज़ <math display="inline">\psi</math> का उपयोग करता है , चेबिशेव फलन<math display="inline">
\quad \vartheta(x) = \sum_{p\le x} \log p
</math> प्रयोग किया जाता है, जो कि श्रृंखला से कुछ पदों को हटाकर प्राप्त किया जाता है <math display="inline">\psi</math>. यह दिखाना सरल है कि पीएनटी इसके <math>\lim _{x \to \infty} \vartheta(x)/x = 1</math> सामान्य है . इसी तरह के अतिरिक्त <math>
- \frac{\zeta '(s)}{\zeta(s)}
</math> फलन <math>
\Phi(s) = \sum_{p\le x} \log p\,\,  p^{-s}
</math> का प्रयोग किया जाता है, जो कि श्रेणी में कुछ पदों को हटाकर प्राप्त किया जाता है <math>
- \frac{\zeta '(s)}{\zeta(s)}
</math>. फलन <math>
 \Phi(s)
</math> और <math>
 -\zeta'(s)/\zeta(s)
</math> फलन होलोमोर्फिक <math>\Re s = 1</math> द्वारा भिन्न होता है . चूंकि, जैसा कि पिछले अनुभाग में दिखाया गया था, <math>\zeta(s)</math> रेखा <math>\Re s = 1</math> पर कोई शून्य नहीं है , <math>
\Phi(s) - \frac 1{s-1}
</math> पर कोई विलक्षणता <math>\Re s = 1</math> नहीं है .

न्यूमैन के प्रमाण में आवश्यक जानकारी का और टुकड़ा, और जो उसकी सरल विधि में अनुमानों की कुंजी है, वह है <math>\vartheta(x)/x</math> घिरा है। यह चेबीशेव के कारण सरल और सरल विधि का उपयोग करके सिद्ध होता है।

भागों द्वारा एकीकरण दिखाता है कि कैसे <math>\vartheta(x)</math> और <math>\Phi(s)</math> आपस में संबंधित हैं। <math>\Re s > 1</math> के लिए , 
:<math>
\Phi(s) = \int _1^\infty x^{-s} d\vartheta(x)  =  s\int_1^\infty \vartheta(x)x^{-s-1}\,dx = s \int_0^\infty \vartheta(e^t) e^{-st} \, dt.
</math>
न्यूमैन की विधि अभिन्न दिखा कर पीएनटी को सिद्ध करती है
:<math>
I = \int_0 ^\infty \left( \frac{\vartheta(e^t)}{e^t} -1 \right) \, dt.
</math>
अभिसरण करता है, और इसलिए इंटीग्रैंड <math>t \to \infty</math> शून्य हो जाता है , जो पीएनटी है। सामान्यतः, अनुचित इंटीग्रल के अभिसरण का कारण यह नहीं है कि इंटीग्रैंड अनंत पर शून्य हो जाता है, क्योंकि यह दोलन कर सकता है, किन्तु चूंकि <math>\vartheta</math> बढ़ रहा है, इस स्थिति में दिखाना सरल है।

<math>
I
</math> का अभिसरण दिखाने के लिए , <math>\Re z > 0</math> के लिए माना
:<math>
g_T(z) = \int_0^T f(t) e^{-zt}\, dt
</math> और <math>
g(z) = \int_0^\infty f(t) e^{-zt}\, dt
</math> जहाँ <math>
f(t) = \frac {\vartheta(e^t)}{e^t} -1
</math>
तब
:<math>
\lim_{T \to \infty} g_T(z) = g(z) =  \frac{\Phi(s)}{s} - \frac 1 {s-1}  \quad \quad  \text{where} \quad  z = s -1
</math>
जो लाइन पर होलोमोर्फिक फलन <math>\Re z = 0</math> के सामान्य है .

अभिन्न का अभिसरण <math>
I 
</math>, और इस प्रकार पीएनटी, यह दिखा <math>\lim_{T \to \infty} g_T(0) = g(0)</math> कर सिद्ध होता है . इसमें सीमाओं के क्रम में परिवर्तन सम्मिलित है क्योंकि इसे लिखा जा सकता है <math display="inline">
\lim_{T \to \infty} \lim_{z \to 0} g_T(z) = \lim_{z \to 0} \lim_{T \to \infty}g_T(z)
</math> और इसलिए एबेलियन और टाउबेरियन प्रमेय|टाउबेरियन प्रमेय के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

<math>g(0) - g_T(0)</math> के अंतर कॉची के अभिन्न सूत्र का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है और फिर <math>
T
</math> के लिए छोटा दिखाया जाता है इंटीग्रैंड का अनुमान लगाकर बड़ा हल करना <math>R>0</math> और <math>\delta >0</math> ऐसा है कि <math>g(z)</math> उस क्षेत्र में होलोमोर्फिक है जहां <math> |z| \le  R \text{ and } \Re z \ge  - \delta</math>, और जाने <math>C</math> इस क्षेत्र की सीमा हो। चूँकि 0 क्षेत्र के भीतरी भाग में है, कॉची का समाकल सूत्र देता है
:<math>
g(0) - g_T(0) = \frac 1 {2 \pi i }\int_C \left( g(z) - g_T(z) \right ) \frac {dz} z = \frac 1 {2 \pi i }\int_C \left( g(z) - g_T(z) \right ) F(z)\frac {dz} z
</math>
जहाँ <math>
 F(z) = e^{zT}\left( 1 + \frac {z^2}{R^2}\right)
</math> न्यूमैन द्वारा प्रस्तुत किया गया कारक है, जो तब से अभिन्न को नहीं बदलता है <math>F</math> संपूर्ण फलन है और <math>F(0) =1</math>.

अभिन्न का अनुमान लगाने के लिए, समोच्च को तोड़ें <math>
C
</math> दो भागों में, <math>
C = C_+ + C_-
</math> जहाँ <math>C_+ = C \cap \left \{ z \, \vert \, \Re z >  0 \right \}</math> और <math>C_- \cap \left \{ \Re z \le 0 \right \}</math>. तब <math>g(0)- g_T(0) = \int_{C_+}\int_T^\infty H(t,z) dt dz - \int_{C_-}\int_0^T H(t,z) dt dz + 
\int_{C_-}g(z)F(z)\frac {dz}{2\pi i z}</math>

जहाँ <math>H(t,z) = f(t)e^{-tz}F(z)/2 \pi i</math>. तब से <math>\vartheta(x)/x</math>, और इसलिए <math>
f(t)
</math>, बँधा हुआ है, चलो <math>B</math> के निरपेक्ष मान के लिए ऊपरी सीमा हो <math>f(t)</math>. यह अनुमान के साथ बंधा हुआ है <math>
|F| \le 2 \exp(T \Re z)|\Re z|/R
</math> के लिए <math>
|z| = R
</math> देता है कि निरपेक्ष मान में पहला समाकल है <math>\le B/R</math>. इंटीग्रैंड ओवर <math>C_-</math> दूसरे इंटीग्रल में संपूर्ण फलन है, इसलिए कॉची के इंटीग्रल प्रमेय द्वारा, समोच्च <math>C_-</math> त्रिज्या के अर्धवृत्त <math>R</math> में संशोधित किया जा सकता है इंटीग्रल को बदले बिना बाएं आधे समष्टि में, और पहले इंटीग्रल के लिए वही तर्क दूसरे इंटीग्रल का निरपेक्ष मान देता है <math>\le B/R</math>. अंत में, दे रहा हूँ <math>T \to \infty</math> , तीसरा अभिन्न शून्य हो जाता है <math>e^{zT}</math> और इसलिए <math>F</math> समोच्च पर शून्य हो जाता है। दो अनुमानों और सीमा को मिलाकर प्राप्त करें
:<math>
\limsup_{T \to \infty }|g(0) - g_T(0) | \le \frac {2 B} R.
</math>
यह किसी के लिए भी है <math>R</math> इसलिए <math>\lim_{T \to \infty} g_T(0) = g(0)</math>, और पीएनटी इस प्रकार है।                                                                                                                               

=== लॉगरिदमिक इंटीग्रल के संदर्भ में प्राइम-काउंटिंग फलन ===

उनके 1838 के पेपर के पुनर्मुद्रण पर हस्तलिखित नोट में {{lang|fr|थ्योरी डेस नोम्ब्रे से इनफिनीज़ श्रृंखला का उपयोग करें}}, जिसे उन्होंने गॉस को मेल किया, डिरिचलेट ने अनुमान लगाया (अभिन्न रूप के अतिरिक्त श्रृंखला के लिए अपील करने वाले थोड़े अलग रूप के अनुसार) कि इससे भी उत्तम सन्निकटन {{math|''π''(''x'')}} लघुगणक समाकल फलन फलन {{math|Li(''x'')}}, द्वारा परिभाषित दिया जाता है 

:<math> \operatorname{Li}(x) = \int_2^x \frac{dt}{\log t} = \operatorname{li}(x) - \operatorname{li}(2). </math>
वास्तव में, यह अभिन्न इस धारणा का दृढ़ता से सुझाव देता है कि प्राइम्स का घनत्व चारों ओर है {{mvar|t}} होना चाहिए {{math|1 / log ''t''}}. यह फलन [[स्पर्शोन्मुख विस्तार]] द्वारा लघुगणक से संबंधित है

:<math> \operatorname{Li}(x) \sim \frac{x}{\log x} \sum_{k=0}^\infty \frac{k!}{(\log x)^k} = \frac{x}{\log x} + \frac{x}{(\log x)^2} + \frac{2x}{(\log x)^3} + \cdots </math>
अतः अभाज्य संख्या प्रमेय को इस प्रकार भी लिखा जा सकता है {{math|''π''(''x'') ~ Li(''x'')}}. दरअसल, दूसरे पेपर में <ref name="de la Vallée Poussin1899">{{Citation|last=de la Vallée Poussin|first=Charles-Jean|author-link=Charles Jean de la Vallée Poussin|year=1899|title=Sur la fonction ζ(s) de Riemann et le nombre des nombres premiers inférieurs a une limite donnée.|journal=Mémoires couronnés de l'Académie de Belgique|publisher=Imprimeur de l'Académie Royale de Belgique|volume=59|pages=1–74|url={{Google Books|_O0GAAAAYAAJ|Sur la fonction ζ(s) de Riemann et le nombre des nombres premiers inférieurs a une limite donnée.|plainurl=yes}}}</ref> 1899 में डे ला वल्ली पौसिन ने यह सिद्ध कर दिया था

:<math> \pi(x) = \operatorname{Li} (x) + O \left(x e^{-a\sqrt{\log x}}\right) \quad\text{as } x \to \infty</math>
कुछ धनात्मक स्थिरांक के लिए {{mvar|a}}, जहाँ {{math|''O''(...)}} बिग ओ नोटेशन है इसमें सुधार किया गया है

:<math>\pi(x) = \operatorname{li} (x) + O \left(x \exp \left( -\frac{A(\log x)^\frac35}{(\log \log x)^\frac15} \right) \right)</math> जहाँ <math>A = 0.2098</math>.<ref name="Ford">{{cite journal |author = Kevin Ford |author-link = Kevin Ford (mathematician) |title=Vinogradov's Integral and Bounds for the Riemann Zeta Function |journal=Proc. London Math. Soc. |date=2002 |volume=85 |issue = 3 |pages=565–633 |url=https://faculty.math.illinois.edu/~ford/wwwpapers/zetabd.pdf |doi=10.1112/S0024611502013655 |arxiv = 1910.08209 |s2cid = 121144007 }}</ref>
2016 में, Trudgian के बीच के अंतर के लिए स्पष्ट ऊपरी सीमा सिद्ध हुई <math>\pi(x)</math> और <math>\operatorname{li}(x)</math>:
:<math>\big| \pi(x) - \operatorname{li}(x) \big| \le 0.2795 \frac{x}{(\log x)^{3/4}}
\exp \left( -\sqrt{ \frac{\log x}{6.455} } \right)</math>
<math>x \ge 229</math> के लिए .<ref>{{cite journal |author = Tim Trudgian |date = February 2016 |title = Updating the error term in the prime number theorem |journal = Ramanujan Journal |volume = 39 |issue = 2  |pages=225–234 |doi = 10.1007/s11139-014-9656-6 |arxiv = 1401.2689 |s2cid = 11013503 }}</ref> रीमैन ज़ेटा फलन और के बीच संबंध {{math|''π''(''x'')}} यह कारण है कि [[रीमैन परिकल्पना]] का संख्या सिद्धांत में अधिक महत्व है: यदि स्थापित हो जाता है, तो यह आज की तुलना में अभाज्य संख्या प्रमेय में सम्मिलित त्रुटि का उत्तम अनुमान लगाएगा। अधिक विशेष रूप से, [[हेल्ज वॉन कोच]] ने 1901 में दिखाया <ref>{{cite journal |first=Helge |last=von Koch |year=1901 |title=Sur la distribution des nombres premiers |journal=[[Acta Mathematica]] |volume=24 |issue=1 |pages=159–182 |doi=10.1007/BF02403071 |lang=fr |trans-title=On the distribution of prime numbers|mr=1554926 |s2cid=119914826 |url=https://zenodo.org/record/2347595|doi-access=free }}</ref> यदि रीमैन परिकल्पना सत्य है, तो उपरोक्त संबंध में त्रुटि शब्द में सुधार किया जा सकता है

:<math> \pi(x) = \operatorname{Li} (x) + O\left(\sqrt x \log x\right) </math>
(यह अंतिम अनुमान वास्तव में रीमैन परिकल्पना के समतुल्य है)। बड़े में सम्मिलित निरंतर {{mvar|O}} 1976 में [[लोवेल स्कोनफेल्ड]] द्वारा अंकन का अनुमान लगाया गया था:<ref>{{Cite journal |last=Schoenfeld |first=Lowell |title=Sharper Bounds for the Chebyshev Functions {{math|''{{not a typo|ϑ}}''(''x'')}} and {{math|''ψ''(''x'')}}. II |journal=Mathematics of Computation |volume=30 |issue=134 |year=1976 |pages=337–360 |doi=10.2307/2005976 |jstor=2005976 | mr=0457374 }}</ref> रीमैन परिकल्पना मानते हुए,

:<math>\big|\pi(x) - \operatorname{li}(x)\big| < \frac{\sqrt x \log x}{8\pi}</math>
सभी के लिए {{math|''x'' ≥ 2657}}. उन्होंने चेबिशेव {{mvar|ψ}} फलन है | :

:<math>\big|\psi(x) - x\big| < \frac{\sqrt x (\log x)^2 }{8\pi}</math>
सभी के लिए {{math|''x'' ≥ 73.2}}. इस बाद की सीमा को शक्ति नियम (जब पूर्णांकों पर यादृच्छिक फलन के रूप में माना जाता है) के लिए भिन्नता व्यक्त करने के लिए दिखाया गया है और {{sfrac| {{mvar|f}} }} [[गुलाबी शोर|गुलाबी ध्वनि]] और [[ट्वीडी वितरण]] के अनुरूप भी। (ट्वीडी डिस्ट्रीब्यूशन [[स्केल अपरिवर्तनीय]] डिस्ट्रीब्यूशन के परिवार का प्रतिनिधित्व करते हैं जो [[केंद्रीय सीमा प्रमेय]] के सामान्यीकरण के लिए अभिसरण के फोकस के रूप में फलन करते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Jørgensen |first1=Bent |last2=Martínez |first2=José Raúl |last3=Tsao |first3=Min |year=1994 |title=Asymptotic behaviour of the variance function |journal=Scandinavian Journal of Statistics |volume=21 |issue=3 |pages=223–243 |mr=1292637 |jstor=4616314 }}</ref>)

लॉगरिदमिक इंटीग्रल फलन {{math|li(''x'')}} से बड़ा है {{math|''π''(''x'')}} के छोटे मूल्यों के लिए {{mvar|x}}. ऐसा इसलिए है क्योंकि यह (कुछ अर्थों में) अभाज्य नहीं, बल्कि प्रधान शक्तियाँ, जहाँ शक्ति है, की गिनती है {{sfrac|1| {{mvar|n}} }} रूप में गिना जाता है प्रधान का। इससे पता चलता है {{math|li(''x'')}} से बड़ा होना चाहिए {{math|''π''(''x'')}} द्वारा सामान्यतः <math>\ \tfrac{1}{2} \operatorname{li}(\sqrt{x})\ ,</math> और विशेष रूप से सदैव इससे {{math|''π''(''x'')}} बड़ा होना चाहिए . चूँकि, 1914 में, जॉन एडेंसर लिटलवुड जे. ई। लिटलवुड ने सिद्ध कर दिया <math>\ \pi(x) - \operatorname{li}(x)\ </math> परिवर्तन संकेत असीम रूप से अधिकांशतः।<ref>{{cite journal |first=J.E. |last= Littlewood |author-link=John Edensor Littlewood |year=1914 |title=Sur la distribution des nombres premiers |journal=[[Comptes Rendus]] |volume=158 |pages= 1869–1872 | jfm=45.0305.01}}</ref> {{mvar|x}} का पहला मान जहाँ {{math|''π''(''x'')}} से अधिक है {{math|li(''x'')}} संभवतः आसपास {{math|''x'' ~ {{10^|316}} }} है ; अधिक विवरण के लिए स्केव्स की संख्या पर लेख देखें। (दूसरी ओर, [[ऑफसेट लॉगरिदमिक इंटीग्रल|ऑफसमुच्चय लॉगरिदमिक इंटीग्रल]] {{math|Li(''x'')}} की तुलना में छोटा है {{math|''π''(''x'')}} पहले से ही के लिए {{math|''x'' {{=}} 2}}; वास्तव में, {{math|Li(2) {{=}} 0}}, जबकि {{math|''π''(2) {{=}} 1}}.)

== प्राथमिक प्रमाण                                                    ==
बीसवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में, कुछ गणितज्ञों (विशेष रूप से जी.एच. हार्डी) का मानना था कि गणित में प्रमाण विधियों का पदानुक्रम उपस्थित है जो इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार की संख्याएँ ([[पूर्णांक]], [[वास्तविक संख्या]], सम्मिश्र संख्या) प्रमाण के लिए आवश्यक हैं, और यह कि प्रधान संख्या प्रमेय (पीएनटी) सम्मिश्र विश्लेषण की आवश्यकता के आधार पर गहन प्रमेय है।<ref name="Goldfeld Historical Perspective">{{cite book | first=Dorian | last=Goldfeld | chapter-url=http://www.math.columbia.edu/~goldfeld/ErdosSelbergDispute.pdf | chapter=The elementary proof of the prime number theorem: an historical perspective | year=2004 | title=Number theory (New York, 2003) | pages=179–192 | mr=2044518 | editor1-last=Chudnovsky | editor1-first=David | editor2-last=Chudnovsky | editor2-first=Gregory | editor3-last=Nathanson | editor3-first=Melvyn | location=New York | publisher=Springer-Verlag | isbn=978-0-387-40655-8  | doi=10.1007/978-1-4419-9060-0_10}}</ref> वीनर के टैबेरियन प्रमेय पर आधारित पीएनटी के प्रमाण से यह विश्वास कुछ सीमा तक हिल गया था, चूँकि इसे अलग रखा जा सकता था यदि वीनर के प्रमेय को सम्मिश्र चर विधियों के सामान्य गहराई माना जाता था।

मार्च 1948 में, एटल सेलबर्ग ने प्रारंभिक विधियों से, स्पर्शोन्मुख सूत्र की स्थापना की
:<math>\vartheta ( x )\log ( x ) + \sum\limits_{p \le x} {\log ( p )}\ \vartheta \left( {\frac{x}{p}} \right) = 2x\log ( x ) + O( x )</math>
जहाँ
:<math>\vartheta ( x ) = \sum\limits_{p \le x} {\log ( p )}</math>
प्राइम्स {{mvar|p}} के लिए .<ref name="Selberg1949">{{Citation|last=Selberg|first=Atle|title=An Elementary Proof of the Prime-Number Theorem|journal=[[Annals of Mathematics]]|year=1949|volume=50|issue=2|pages=305–313|doi=10.2307/1969455|mr=0029410|jstor=1969455|s2cid=124153092 }}</ref> उसी वर्ष जुलाई तक, सेलबर्ग और पॉल एर्डोस <ref name="Erdős1949" /> दोनों ने प्रारंभिक बिंदु के रूप में सेलबर्ग के असिम्प्टोटिक सूत्र का उपयोग करते हुए, पीएनटी के प्रारंभिक प्रमाण प्राप्त किए थे।<ref name="Goldfeld Historical Perspective"/><ref name=interview>{{Cite journal|url=https://www.ams.org/bull/2008-45-04/S0273-0979-08-01223-8/S0273-0979-08-01223-8.pdf |first1=Nils A.|last1= Baas|first2= Christian F.|last2= Skau |journal= Bull. Amer. Math. Soc. |volume=45 |year=2008|pages= 617–649 |title=The lord of the numbers, Atle Selberg. On his life and mathematics|doi=10.1090/S0273-0979-08-01223-8|issue=4|mr=2434348|doi-access=free}}</ref> इन प्रमाणों ने प्रभावी रूप से इस धारणा को शांत करने के लिए रखा कि पीएनटी उस अर्थ में गहरा था, और यह दिखाया कि तकनीकी रूप से प्राथमिक विधि अधिक शक्तिशाली थे, जैसा कि स्थिति माना जाता था। पीएनटी के प्रारंभिक प्रमाणों के इतिहास पर, जिसमें एर्डोस-सेलबर्ग [[प्राथमिकता विवाद]] सम्मिलित है, [[डोरियन गोल्डफेल्ड]] द्वारा लेख देखें।<ref name="Goldfeld Historical Perspective" />

एर्डोस और सेल्बर्ग के नतीजे के महत्व के बारे में कुछ बहस है। संख्या सिद्धांत में [[प्राथमिक प्रमाण]] की धारणा की कोई कठोर और व्यापक रूप से स्वीकृत परिभाषा नहीं है, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है कि उनका प्रमाण किस अर्थ में प्राथमिक है। चूँकि यह सम्मिश्र विश्लेषण का उपयोग नहीं करता है, यह वास्तव में पीएनटी के मानक प्रमाण से कहीं अधिक तकनीकी है। प्रारंभिक प्रमाण की संभावित परिभाषा वह है जिसे पहले क्रम के [[पियानो अंकगणित]] में किया जा सकता है। संख्या-सैद्धांतिक कथन हैं (उदाहरण के लिए, पेरिस-हैरिंगटन प्रमेय) द्वितीय क्रम अंकगणित का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है, किन्तु प्रथम-क्रम अंकगणितीय नहीं प्रथम-क्रम विधियाँ, किन्तु ऐसे प्रमेय आज तक दुर्लभ हैं। एर्डोस और सेल्बर्ग के प्रमाण को निश्चित रूप से पीनो अंकगणित में औपचारिक रूप दिया जा सकता है, और 1994 में, चारलांबोस कॉर्नारोस और कोस्टास दिमित्राकोपोलोस ने सिद्ध किया कि उनके प्रमाण को पीए के बहुत ही अशक्त टुकड़े में औपचारिक रूप दिया जा सकता है, अर्थात् {{math|''I''Δ<sub>0</sub> + exp}}.<ref>{{cite journal|last1=Cornaros|first1=Charalambos|last2=Dimitracopoulos|first2=Costas|title=The prime number theorem and fragments of ''PA''|year=1994|url=http://mpla.math.uoa.gr/~cdimitr/files/publications/AML_33.pdf|journal=Archive for Mathematical Logic|volume=33|issue=4|pages=265–281|doi=10.1007/BF01270626|mr=1294272|s2cid=29171246|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20110721083756/http://mpla.math.uoa.gr/~cdimitr/files/publications/AML_33.pdf|archive-date=2011-07-21}}</ref> चूँकि, यह इस सवाल का समाधान नहीं करता है कि पीए में पीएनटी के मानक प्रमाण को औपचारिक रूप दिया जा सकता है या नहीं दिया जा सकता है।

== कंप्यूटर सत्यापन ==
2005 में, एवीगाड एट.अल. पीएनटी के एर्दोस-सेलबर्ग प्रूफ के कंप्यूटर-सत्यापित संस्करण को तैयार करने के लिए को नियोजित किया था।<ref name=Avigad>{{cite journal|first1=Jeremy | last1=Avigad |first2=Kevin |last2=Donnelly |first3=David | last3=Gray |first4=Paul | last4=Raff | title=A formally verified proof of the prime number theorem|year=2008 | mr=2371488 | journal=[[ACM Transactions on Computational Logic]] | volume=9 | issue=1 | pages=2 | doi=10.1145/1297658.1297660 | arxiv=cs/0509025| s2cid=7720253 }}</ref> यह पीएनटी का पहला मशीन-सत्यापित प्रमाण था। एविगाड ने विश्लेषणात्मक के अतिरिक्त एर्दोस-सेलबर्ग प्रमाण को औपचारिक रूप देना चुना क्योंकि उस समय इसाबेल की लाइब्रेरी सीमा, व्युत्पन्न और पारलौकिक फलन की धारणाओं को प्रयुक्त कर सकती थी, इसके बारे में बात करने के लिए एकीकरण का कोई सिद्धांत नहीं था।<ref name=Avigad/>{{rp|19}}

2009 में, [[जॉन हैरिसन (गणितज्ञ)]] ने [[एचओएल लाइट]] को सम्मिश्र विश्लेषण का उपयोग करते हुए प्रमाण को औपचारिक रूप देने के लिए नियोजित किया था।<ref>{{Cite journal
|title=Formalizing an analytic proof of the Prime Number Theorem
|last=Harrison
|first=John
|url=http://www.cl.cam.ac.uk/~jrh13/papers/mikefest.html
|journal=[[Journal of Automated Reasoning]]
|mr=2544285
|year = 2009 |volume = 43 |pages = 243–261 | issue=3
 |doi=10.1007/s10817-009-9145-6|citeseerx=10.1.1.646.9725
|s2cid=8032103
}}</ref> [[कॉची अभिन्न सूत्र]] समेत आवश्यक विश्लेषणात्मक मशीनरी विकसित करके, हैरिसन अधिक सम्मिलित 'प्राथमिक' एर्दोस-सेलबर्ग के अतिरिक्त प्रत्यक्ष, आधुनिक और सुरुचिपूर्ण प्रमाण को औपचारिक रूप देने में सक्षम था। 

== अंकगणितीय प्रगति के लिए अभाज्य संख्या प्रमेय ==
माना {{math|''π''<sub>''d'',''a''</sub>(''x'')}} [[अंकगणितीय प्रगति]] में प्राइम्स की संख्या {{math|''a'', ''a'' + ''d'', ''a'' + 2''d'', ''a'' + 3''d'', ...}} को निरूपित करें जो इससे {{mvar|x}} कम हैं . डिरिचलेट और लिजेंड्रे ने अनुमान लगाया, और डे ला वल्ली पुसिन ने सिद्ध किया कि यदि {{mvar|a}} और {{mvar|d}} सहप्राइम हैं, तो

:<math>\pi_{d,a}(x) \sim \frac{ \operatorname{Li}(x) }{ \varphi(d) } \ ,</math>
जहाँ {{mvar|φ}} यूलर का कुल फलन है। दूसरे शब्दों में, अभाज्य संख्याएँ अवशेष वर्गों के बीच समान रूप से वितरित की जाती हैं इस प्रकार {{math|[''a'']}} [[मॉड्यूलर अंकगणित]] {{mvar|d}} साथ {{math|gcd(''a'', ''d'') {{=}} 1}}. यह अंकगणितीय प्रगति पर डिरिचलेट के प्रमेय से अधिक सशक्त है (जो केवल यह बताता है कि प्रत्येक वर्ग में अभाज्य संख्याओं की अनंतता है) और न्यूमैन द्वारा उनके अभाज्य संख्या प्रमेय के प्रमाण के लिए उपयोग की जाने वाली समान विधियों का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है।<ref>{{cite web |first=Ivan |last=Soprounov |year=1998 |title=A short proof of the Prime Number Theorem for arithmetic progressions |publisher=[[Cleveland State University]] |place=Ohio |url=http://academic.csuohio.edu/soprunov_i/pdf/primes.pdf}}</ref>

सीगल-वाल्फ़िज़ प्रमेय अवशेष वर्गों में प्राइम्स के वितरण के लिए अच्छा अनुमान देता है।

बेनेट एट अल <ref>{{cite journal | first1 = Michael A. | last1 = Bennett | first2 = Greg | last2 = Martin | first3 = Kevin | last3 = O'Bryant | first4 = Andrew | last4 = Rechnitzer | title = Explicit bounds for primes in arithmetic progressions | journal = Illinois J. Math. | volume = 62 | issue = 1–4 | date = 2018 | pages = 427–532 | doi = 10.1215/ijm/1552442669 | arxiv = 1802.00085 | s2cid = 119647640 }}</ref> निम्नलिखित अनुमान {{mvar|A}} और {{mvar|B}} (प्रमेय 1.3) को सिद्ध किया जिसमें स्पष्ट स्थिरांक हैं:

माना {{mvar|d}} <math>\ge 3</math> पूर्णांक बनें और दें {{mvar|a}} पूर्णांक बनें जो कोप्राइम {{mvar|d}} है . फिर धनात्मक स्थिरांक {{mvar|A}} और {{mvar|B}} हैं ऐसा है कि
:<math> \left | \pi_{d,a}(x) - \frac{\ \operatorname{Li}(x)\ }{\ \varphi(d)\ } \right | < \frac{A\ x}{\ (\log x)^2\ } \quad \text{ for all } \quad x \ge B\ ,</math>
जहाँ
:<math> A = \frac{1}{\ 840\ } \quad \text{ if } \quad 3 \leq d \leq 10^4 \quad \text{ and } \quad A = \frac{1}{\ 160\ } \quad \text{ if } \quad d > 10^4 ~,</math> और
:<math>B = 8 \cdot 10^9  \quad \text{ if } \quad  3 \leq d \leq 10^5 \quad \text{ and } \quad B = \exp(\ 0.03\ \sqrt{d\ }\ (\log{d})^3 \ ) \quad \text{ if } \quad d > 10^5\ .</math>
=== अभाज्य संख्या जाति ===
[[File:Chebyshev bias.svg|thumb|फलन का प्लॉट <math>\ \pi(x;4,3)-\pi(x;4,1) \ </math> n ≤ 30000 के लिए]]चूँकि हमारे पास विशेष रूप से है

:<math>\pi_{4,1}(x) \sim \pi_{4,3}(x) \ ,</math>
अनुभवजन्य रूप से 3 के सर्वांगसम अभाज्य संख्याएँ अधिक हैं और इस अभाज्य संख्या की दौड़ में लगभग सदैव आगे रहती हैं; पहला उत्क्रमण पर होता है {{math|''x'' {{=}} 26861}}.<ref name="Granville Martin MAA">
{{cite journal
 | doi = 10.2307/27641834
 | last1 = Granville | first1 = Andrew | author1-link = Andrew Granville
 | last2 = Martin | first2 = Greg
 | year = 2006
 | title = Prime number races
 | journal = [[American Mathematical Monthly]]
 | volume = 113 | issue = 1 | pages = 1–33
 | jstor = 27641834 | mr = 2202918
 | url = http://www.dms.umontreal.ca/%7Eandrew/PDF/PrimeRace.pdf
}}</ref>{{Rp|1–2}} चूँकि लिटिलवुड ने 1914 में दिखाया <ref name="Granville Martin MAA"/>{{Rp|2}} कि फलन के लिए अपरिमित रूप से अनेक चिह्न परिवर्तन हैं

:<math>\pi_{4,1}(x) - \pi_{4,3}(x) ~,</math>
इसलिए दौड़ में आगे और पीछे असीम रूप से कई बार बदल जाता है। वह घटना जो {{math|''π''<sub>4,3</sub>(''x'')}} अधिकांश समय आगे रहने को चेबिशेव का पूर्वाग्रह कहा जाता है। अभाज्य संख्या जाति अन्य मापदण्डों के लिए सामान्यीकृत होती है और यह बहुत अधिक शोध का विषय है; पाल तुरान ने पूछा कि क्या सदैव ऐसा ही होता है {{math|''π''(''x'';''a'',''c'')}} और {{math|''π''(''x'';''b'',''c'')}} स्थान बदलें जब {{mvar|a}} और {{mvar|b}} कोप्राइम {{mvar|c}} हैं .<ref name=GuyA4>{{cite book |last=Guy | first=Richard K. | author-link=Richard K. Guy | year=2004 | title=Unsolved Problems in Number Theory | publisher=[[Springer-Verlag]] |edition=3rd |isbn=978-0-387-20860-2 | zbl=1058.11001 | at=A4 }}</ref> [[एंड्रयू ग्रानविले]] और मार्टिन संपूर्ण विवरण और सर्वेक्षण देते हैं।<ref name="Granville Martin MAA" />

==== प्राइम-काउंटिंग फलन पर गैर-असिम्प्टोटिक सीमाएँ ====

अभाज्य संख्या प्रमेय उपगामी परिणाम है। यह संख्या सिद्धांत पर आधारित प्रभावी {{math|''π''(''x'')}} परिणाम देता है सीमा की परिभाषा के प्रत्यक्ष परिणाम के रूप में: सभी के लिए {{math|''ε'' > 0}}, वहाँ है {{mvar|S}} ऐसा कि सभी {{math|''x'' > ''S''}} के लिए ,
: <math> (1-\varepsilon)\frac {x}{\log x} \; < \; \pi(x) \; < \; (1+\varepsilon)\frac {x}{\log x} \; .</math>
चूँकि, उत्तम सीमा है {{math|''π''(''x'')}} जाना जाता है, उदाहरण के लिए पियरे डुसार्ट का
:<math> \frac{x}{\log x}\left(1+\frac{1}{\log x}\right) \; < \; \pi(x) \; < \; \frac{x}{\log x}\left(1+\frac{1}{\log x}+\frac{2.51}{(\log x)^2}\right) \; .</math>
पहली असमानता सभी के लिए है {{math|''x'' ≥ 599}} और दूसरा के लिए {{math|''x'' ≥ 355991}}.<ref>{{cite thesis |last=Dusart |first=Pierre |date=26 May 1998 |title=Autour de la fonction qui compte le nombre de nombres premiers |degree=Ph.D. |place=Limoges, France |publisher=l'Université de Limoges |department=département de Mathématiques |url=http://www.unilim.fr/laco/theses/1998/T1998_01.html |lang=fr}}</ref> अशक्त किन्तु कभी-कभी उपयोगी बाउंड {{math|''x'' ≥ 55}} है <ref name="rosser">{{cite journal |first=Barkley |last=Rosser |author-link=J. Barkley Rosser |year=1941 |title=Explicit bounds for some functions of prime numbers |journal=[[American Journal of Mathematics]] |volume=63 |issue=1 |pages=211–232 |doi=10.2307/2371291 |jstor=2371291 |mr=0003018}}</ref>
:<math> \frac {x}{\log x + 2} \; < \; \pi(x) \; < \; \frac {x}{\log x - 4} \; .</math>
पियरे दुसर्ट की थीसिस में इस प्रकार की असमानता के सशक्त संस्करण हैं जो बड़े के लिए मान्य हैं {{mvar|x}}. बाद में 2010 में, दुसार्ट ने सिद्ध किया:<ref>{{cite arXiv |last=Dusart |first=Pierre |year=2010 |title=Estimates of some functions over primes, without R.H. |eprint=1002.0442 |class=math.NT}}</ref>
:<math>\begin{align}
\frac {x} {\log x - 1} \; &< \; \pi(x) &&\text{  for } x \ge 5393 \; , \text{   and }\\
\pi(x) \; &< \; \frac {x} {\log x - 1.1} && \text{  for } x \ge 60184 \; .
\end{align}</math>
डे ला वल्ली पुसिन के प्रमाण का तात्पर्य निम्नलिखित है: प्रत्येक के लिए {{math|''ε'' > 0}}, वहाँ {{mvar|S}} है ऐसा कि सभी {{math|''x'' > ''S''}} के लिए ,
: <math>\frac {x}{\log x - (1 - \varepsilon)} \; < \; \pi(x) \; < \; \frac {x}{\log x - (1+\varepsilon)} \; .</math>


== {{mvar|n}}वें अभाज्य संख्या के लिए अनुमान ==
अभाज्य संख्या प्रमेय के परिणाम के रूप में, के लिए स्पर्शोन्मुख अभिव्यक्ति प्राप्त होती है {{mvar|n}}वें अभाज्य संख्या, {{math|''p''<sub>''n''</sub>}} द्वारा निरूपित है :
:<math>p_n \sim n \log n.</math>
एक उत्तम सन्निकटन है<ref>{{cite journal|author-link=Ernesto Cesàro|first=Ernesto|last=Cesàro|year=1894|title=Sur une formule empirique de M. Pervouchine|journal=Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences|volume=119|pages=848–849|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k30752|language=fr}}</ref>
:<math> \frac{p_n}{n} = \log n + \log \log n - 1 + \frac{\log \log n - 2}{\log n} - \frac{(\log\log n)^2 - 6 \log \log n + 11}{2(\log n)^2} + o \left( \frac {1}{(\log n)^2}\right).</math>
फिर {{val|2|e=17}}वें अभाज्य संख्या {{val|8512677386048191063}}, यह अनुमान देता है {{val|8512681315554715386}}; पहले 5 अंक मेल खाते हैं और सापेक्ष त्रुटि लगभग 0.00005% है।

रोसेर की प्रमेय कहती है कि
:<math>p_n > n \log n.</math> 
:इसे निम्नलिखित बाउंड युग्म द्वारा सुधारा जा सकता है:<ref name="rosser" /><ref>{{cite journal|author-link=Pierre Dusart|last=Dusart|first=Pierre|title=The {{mvar|k}}th prime is greater than {{math|''k''(log ''k'' + log log ''k''−1)}} for {{math|''k'' ≥ 2}}|journal=[[Mathematics of Computation]]|volume=68|issue=225|year=1999|pages=411–415|mr=1620223|doi=10.1090/S0025-5718-99-01037-6|doi-access=free}}</ref>

:<math> \log n + \log\log n - 1 < \frac{p_n}{n} < \log n + \log \log n \quad\text{for } n \ge 6. </math>
== {{math|''π''(''x'')}}, {{math|''x'' / log ''x''}}, और {{math|li(''x'')}} की तालिका ==
तालिका के स्पष्ट मानों की तुलना करती है {{math|''π''(''x'')}} दो अनुमानों के लिए {{math|''x'' / log ''x''}} और {{math|li(''x'')}}. अंतिम स्तंभ, {{math|''x'' / ''π''(''x'')}}, नीचे औसत [[प्रमुख अंतर]] {{mvar|x}} है.
:{| class="wikitable" style="text-align: right"
! {{mvar|x}}
! {{math|''π''(''x'')}}
! {{math|''π''(''x'') − {{sfrac|''x''|log ''x''}}}}
! {{math|{{sfrac|''π''(''x'')|''x'' / log ''x''}}}}
! {{math|li(''x'') − ''π''(''x'')}}
! {{math|{{sfrac|''x''|''π''(''x'')}}}}
|-
| 10
| 4
| −0.3
| 0.921
| 2.2
| 2.5{{0|00}}
|-
| 10<sup>2</sup>
| 25
| 3.3
| 1.151
| 5.1
| 4{{0|.000}}
|-
| 10<sup>3</sup>
| 168
| 23{{0|.0}}
| 1.161
| 10{{0|.0}}
| 5.952
|-
| 10<sup>4</sup>
| {{val|1229|fmt=gaps}}
| 143{{0|.0}}
| 1.132
| 17{{0|.0}}
| 8.137
|-
| 10<sup>5</sup>
| {{val|9592|fmt=gaps}}
| 906{{0|.0}}
| 1.104
| 38{{0|.0}}
| 10.425
|-
| 10<sup>6</sup>
| {{val|78498}}
| {{val|6116|fmt=gaps}}{{0|.0}}
| 1.084
| 130{{0|.0}}
| 12.740
|-
| 10<sup>7</sup>
| {{val|664579}}
| {{val|44158}}{{0|.0}}
| 1.071
| 339{{0|.0}}
| 15.047
|-
| 10<sup>8</sup>
| {{val|5761455}}
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| 1.061
| 754{{0|.0}}
| 17.357
|-
| 10<sup>9</sup>
| {{val|50847534}}
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| 1.054
| {{val|1701|fmt=gaps}}{{0|.0}}
| 19.667
|-
| 10<sup>10</sup>
| {{val|455052511}}
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| 1.048
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| 21.975
|-
| 10<sup>11</sup>
| {{val|4118054813}}
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| 1.043
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|-
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|-
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| {{val|346065536839}}
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|-
| 10<sup>14</sup>
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| {{val|314890}}{{0|.0}}
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|-
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|-
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|-
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|-
| 10<sup>18</sup>
| {{val|24739954287740860}}
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|-
| 10<sup>19</sup>
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|-
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| 45.028
|-
| 10<sup>21</sup>
| {{val|21127269486018731928}}
| {{val|446579871578168707}}{{0|.0}}
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|-
| 10<sup>22</sup>
| {{val|201467286689315906290}}
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| 1.021
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|-
| 10<sup>23</sup>
| {{val|1925320391606803968923}}
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| 1.020
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| 51.939
|-
| 10<sup>24</sup>
| {{val|18435599767349200867866}}
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| 54.243
|-
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| {{val|176846309399143769411680}}
| {{val|3128516637843038351228}}{{0|.0}}
| 1.018
| {{val|55160980939}}{{0|.0}}
| 56.546
|-
| [[OEIS]]
| {{OEIS link|id=A006880}}
| {{OEIS link|id=A057835}}
| 
| {{OEIS link|id=A057752}}
| 
|}
{{math|''π''(10<sup>24</sup>)}} के लिए मूल्य मूल रूप से रीमैन परिकल्पना मानते हुए गणना की गई थी;<ref name="Franke">{{cite web |title=Conditional Calculation of {{math|''π''(10<sup>24</sup>)}} |url=http://primes.utm.edu/notes/pi(10%5E24).html |publisher=Chris K. Caldwell |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100804004746/http://primes.utm.edu/notes/pi(10%5E24).html |archivedate=2010-08-04 |access-date=2010-08-03}}</ref> तब से इसे बिना नियम सत्यापित किया गया है।<ref name="PlattARXIV2012">{{cite journal | last=Platt | first=David | title=Computing {{math|''π''(''x'')}} analytically | year=2015 | journal=[[Mathematics of Computation]] | volume=84 | issue=293 | pages=1521–1535 | mr=3315519 | arxiv=1203.5712 | doi=10.1090/S0025-5718-2014-02884-6 | s2cid=119174627 }}</ref>
== एक [[परिमित क्षेत्र]] पर [[अलघुकरणीय बहुपद]] के लिए अनुरूप ==
अभाज्य संख्या प्रमेय का एनालॉग है जो परिमित क्षेत्र पर अलघुकरणीय बहुपदों के वितरण का वर्णन करता है; यह जो रूप लेता है वह मौलिक अभाज्य संख्या प्रमेय के स्थिति के समान ही है।

इसे ठीक-ठीक बताने के लिए, आइए {{math|''F'' {{=}} GF(''q'')}} के साथ परिमित क्षेत्र हो {{mvar|q}} तत्व, कुछ निश्चित के लिए {{mvar|q}}, और जाने {{mvar|N<sub>n</sub>}} [[मोनिक बहुपद]] अलघुकरणीय बहुपदों की संख्या अधिक हो {{mvar|F}} जिसकी बहुपद की डिग्री के सामान्य है {{mvar|n}}. यही है, हम बहुपदों को गुणांक के साथ देख रहे हैं जिनमें {{mvar|F}} से चुना गया है , जिसे छोटी कोटि के बहुपदों के गुणनफल के रूप में नहीं लिखा जा सकता। इस समुच्चयिंग में, ये बहुपद प्रमुख संख्याओं की भूमिका निभाते हैं, क्योंकि अन्य सभी मोनिक बहुपद उनके उत्पादों से बने होते हैं। तभी कोई यह सिद्ध कर सकता है
:<math>N_n \sim \frac{q^n}{n}.</math>
यदि हम प्रतिस्थापन करते हैं {{math|''x'' {{=}} ''q''<sup>''n''</sup>}}, तो दाहिना हाथ न्यायपूर्ण है
:<math>\frac{x}{\log_q x},</math>
जो समानता को स्पष्ट करता है। चूंकि ठीक हैं {{math|''q''<sup>''n''</sup>}} डिग्री के मोनिक बहुपद {{mvar|n}} (कम करने योग्य वाले सहित), इसे निम्नानुसार दोहराया जा सकता है: यदि डिग्री का मोनिक बहुपद {{mvar|n}} अनैतिक विधि से चुना जाता है, तो इसके अलघुकरणीय {{math|{{sfrac|1|''n''}}}} होने की प्रायिकता लगभग होती है.

कोई भी रीमैन परिकल्पना का एनालॉग भी सिद्ध कर सकता है, जिसका नाम है
:<math>N_n = \frac{q^n}n + O\left(\frac{q^\frac{n}{2}}{n}\right).</math>
मौलिक स्थिति की तुलना में इन कथनों के प्रमाण कहीं अधिक सरल हैं। इसमें छोटा, [[साहचर्य]] तर्क सम्मिलित है,<ref>{{cite journal|last1=Chebolu|first1=Sunil|first2=Ján|last2=Mináč|title=Counting Irreducible Polynomials over Finite Fields Using the Inclusion {{pi}} Exclusion Principle|journal=Mathematics Magazine|date=December 2011|volume=84|issue=5|pages=369–371|doi=10.4169/math.mag.84.5.369|jstor=10.4169/math.mag.84.5.369|arxiv=1001.0409|s2cid=115181186}}</ref> संक्षेप में इस प्रकार है: डिग्री के प्रत्येक तत्व {{mvar|n}} का विस्तार {{mvar|F}} कुछ अलघुकरणीय बहुपद की जड़ है जिसकी घात {{mvar|d}} विभाजित {{mvar|n}} है ; इन जड़ों को दो अलग-अलग विधियों से गिनने से यह स्थापित होता है
:<math>q^n = \sum_{d\mid n} d N_d,</math>
जहां योग सभी वि[[भाजक]] {{mvar|d}} का {{mvar|n}} पर है. मोबियस उलटा तो उपज देता है
:<math>N_n = \frac{1}{n} \sum_{d\mid n} \mu\left(\frac{n}{d}\right) q^d,</math>
जहाँ {{math|''μ''(''k'')}} मोबियस फलन है। (यह सूत्र गॉस को ज्ञात था।) मुख्य शब्द {{math|''d'' {{=}} ''n''}} के लिए होता है , और शेष नियमों को बाध्य करना कठिन नहीं है। रीमैन परिकल्पना कथन इस तथ्य पर निर्भर करता है कि सबसे बड़ा [[उचित विभाजक]] {{mvar|n}} से बड़ा {{math|{{sfrac|''n''|2}}}} नहीं हो सकता है.

== यह भी देखें                                                                                                                                                                                                     ==
* [[सार विश्लेषणात्मक संख्या सिद्धांत]] प्रमेय के सामान्यीकरण के बारे में जानकारी के लिए।
* बीजगणितीय संख्या क्षेत्रों में प्रमुख आदर्शों के सामान्यीकरण के लिए लन्दौ प्रधान आदर्श प्रमेय।
* रीमैन परिकल्पना

== उद्धरण                                                                                                                                                                                                  ==
{{reflist|25em}}
== संदर्भ                                                                                                                                                                                                            ==
* {{cite journal
 |last=Granville |first=Andrew
 |year=1995
 |title=Harald Cramér and the distribution of prime numbers
 |journal=Scandinavian Actuarial Journal
 |volume=1  |pages=12–28
 |doi=10.1080/03461238.1995.10413946  |citeseerx=10.1.1.129.6847
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* {{cite journal
 |first1=G.H.  |last1=Hardy |author-link1=G. H. Hardy
 |first2=J.E.  |last2=Littlewood |author-link2=John Edensor Littlewood
 |year=1916
 |title=Contributions to the theory of the Riemann zeta-function and the theory of the distribution of primes
 |journal=Acta Mathematica
 |volume=41  |pages=119–196
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* {{Citation
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 |author-link1=G. H. Hardy
 |last2=Wright
 |first2=E. M.
 |author-link2=E. M. Wright
 |others=Revised by [[Roger Heath-Brown|D. R. Heath-Brown]] and [[Joseph H. Silverman|J. H. Silverman]], with a foreword by [[Andrew Wiles]]
 |title=An Introduction to the Theory of Numbers
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 |publisher=Oxford University Press
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 |year=2008 
 |orig-year=1st ed. 1938
 |isbn=978-0-19-921985-8
}}
*{{Citation
 |last=Narkiewicz
 |first=Władysław
 |year=2000
 |title=The Development of Prime Number Theory: From Euclid to Hardy and Littlewood
 |publisher=Springer-Verlag
 |series=Springer Monographs in Mathematics
 |doi=10.1007/978-3-662-13157-2
 |isbn=978-3-540-66289-1
 |issn=1439-7382
}}
==बाहरी संबंध                                                                                                                                                                                                         ==
* {{springer|title=Distribution of prime numbers|id=p/d033530}}
* [https://web.archive.org/web/20101115185805/http://www.scs.uiuc.edu/~mainzv/exhibitmath/exhibit/felkel.htm Table of Primes by Anton Felkel].
* [https://www.youtube.com/watch?v=3RfYfMjZ5w0 Short video] visualizing the Prime Number Theorem.
* [http://mathworld.wolfram.com/PrimeFormulas.html Prime formulas] and [http://mathworld.wolfram.com/PrimeNumberTheorem.html Prime number theorem] at [[MathWorld]].
* [http://primes.utm.edu/howmany.shtml How Many Primes Are There?] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121015002415/http://primes.utm.edu/howmany.shtml |date=2012-10-15 }} and [http://primes.utm.edu/notes/gaps.html The Gaps between Primes] by Chris Caldwell, [[University of Tennessee at Martin]].
* [http://www.ieeta.pt/~tos/primes.html Tables of prime-counting functions] by Tomás Oliveira e Silva
* Eberl, Manuel and [[Lawrence Paulson|Paulson, L. C.]] [https://www.isa-afp.org/entries/Prime_Number_Theorem.html The Prime Number Theorem (Formal proof development in Isabelle/HOL, Archive of Formal Proofs)]
*[http://www.dimostriamogoldbach.it/en/prime-number-theorem-path/ The Prime Number Theorem: the "elementary" proof] − An exposition of the elementary proof of the Prime Number Theorem of Atle Selberg and Paul Erdős at [http://www.dimostriamogoldbach.it/en/ www.dimostriamogoldbach.it/en/ ]

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