數(shù)學(xué)趣味游戲:3x+1問題
來源:奧數(shù)網(wǎng) 2017-07-15 20:43:24
奧數(shù)君又開始推送新的數(shù)學(xué)小游戲了,大家快一起玩起來吧!
3x+1問題
從任意一個(gè)正整數(shù)開始,重復(fù)對其進(jìn)行下面的操作:如果這個(gè)數(shù)是偶數(shù),把它除以2;如果這個(gè)數(shù)是奇數(shù),則把它擴(kuò)大到原來的3倍后再加1。你會發(fā)現(xiàn),序列最終總會變成4,2,1,4,2,1,…的循環(huán)。
例如,所選的數(shù)是67,根據(jù)上面的規(guī)則可以依次得到:
67,202,101,304,152,76,38,19,58,29,88,44,22,11,34,17,
52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1,4,2,1,...
數(shù)學(xué)家們試了很多數(shù),沒有一個(gè)能逃脫“421陷阱”。但是,是否對于所有的數(shù),序列最終總會變成4,2,1循環(huán)呢?
這個(gè)問題可以說是一個(gè)“坑”——乍看之下,問題非常簡單,突破口很多,于是數(shù)學(xué)家們紛紛往里面跳;殊不知進(jìn)去容易出去難,不少數(shù)學(xué)家到死都沒把這個(gè)問題搞出來。已經(jīng)中招的數(shù)學(xué)家不計(jì)其數(shù),這可以從3x+1問題的各種別名看出來:3x+1問題又叫Collatz猜想、Syracuse問題、Kakutani問題、Hasse算法、Ulam問題等等。后來,由于命名爭議太大,干脆讓誰都不沾光,直接叫做3x+1問題算了。
直到現(xiàn)在,數(shù)學(xué)家們?nèi)匀粵]有證明,這個(gè)規(guī)律對于所有的數(shù)都成立。
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