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考拉兹猜想 - Wikipedia

考拉兹猜想

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考拉兹猜想,又称为3n+1猜想角谷猜想哈塞猜想乌拉姆猜想叙拉古猜想,是指对于每一个正整数,如果它是奇数,则对它乘3再加1,如果它是偶数,则对它除以2,如此循环,最终都能够得到1。

f(n) = \begin{cases} n/2 &\mbox{if } n \equiv 0 \\ 3n+1 & \mbox{if } n\equiv 1 \end{cases} \pmod{2}.

例如取一个数字 n = 6,根据上述数式,得出 6→3→10→5→16→8→4→2→1 。考拉兹猜想称,任何正整数,经过上述计算步骤後,最终都会得到 1 。

也可以叫“奇偶归一猜想”。

以下是这个猜想的计算机代码。它会在答案得到1时停下来,以避免作4→2→1这个无限循环。

def collatz(n)
  print n
  if n.odd? and n > 1
    collatz(3n + 1)
  else if n.even?
    collatz(n / 2)

1930年代德国汉堡大学的学生考拉兹,曾经研究过这个猜想,因而得名。在1960年,日本人角谷静夫也研究过这个猜想。但这猜想到目前,仍没有任何进展。

保羅·艾狄胥就曾称,数学上尚未为此类问题提供答案。他并称会替找出答案的人奖赏500元。

目前已经有分布式计算在进行验证。到2005年8月2日,已验证正整数到 6 × 258 = 1,729,382,256,910,270,464,也仍未有找到例外的情况。但是这并不能够证明对於任何大小的数,这猜想都能成立。

有的数学家认为,该猜想任何程度的解决都是现代数学的一大进步,将开辟全新的领域。目前也有部分数学家和数学爱好者,在进行关于“负数的3x+1”、“5x+1”、“7x+1”等種種考拉兹猜想的變化形命題的研究。

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