考拉兹猜想

✍ dations ◷ 2025-04-02 17:59:46 #数学中未解决的问题,数论,猜想

考拉兹猜想(英语:Collatz conjecture),又称为奇偶归一猜想、3n+1猜想、冰雹猜想、角谷猜想、哈塞猜想、乌拉姆猜想或叙拉古猜想,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。

取一个正整数:

奇偶归一猜想称,任何正整数,经过上述计算步骤后,最终都会得到1。

数目少于1万的,步骤中最高的数是6171,共有261个步骤;数目少于10万的,步骤中最高的数是77031,共有350个步骤;数目少于100万的,步骤中最高的数是837799,共有524个步骤;数目少于1亿的,步骤中最高的数是63728127,共有949个步骤;数目少于10亿的,步骤中最高的数是670617279,共有986个步骤。

在1930年代,德国汉堡大学的学生考拉兹(英语:Lothar Collatz),曾经研究过这个猜想。在1960年,日本人角谷静夫(英语:Shizuo Kakutani)也研究过这个猜想。但这猜想到目前,仍没有任何进展。

保罗·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2009年1月18日,已验证正整数到 5 × 260 = 5,764,607,523,034,234,880,也仍未有找到例外的情况。但是这并不能够证明对于任何大小的数,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”等种种考拉兹猜想的变化形命题的研究。

2019年12月,陶哲轩证明只要 f ( n ) {\displaystyle f(n)} 是一个趋于正无穷的实数列,那么几乎对所有的正整数 n {\displaystyle n} (在对数密度意义下) ,有 S ( n ) < f ( n ) {\displaystyle S(n)<f(n)}

以下是这个猜想的Python版本代码。它会在答案得到1时停下来,以避免作0→0这个无限循环。

def collatz(number):    while number != 1:        if number % 2 == 0:            number = number // 2        elif number % 2 == 1:            number = number*3 + 1        print(number)collatz(int(input('輸入一個正整數')))

C语言

#include <stdio.h>void collatz(unsigned int n){  while(n > 1){    printf("%u\t->\t", n);    n = n & 1 ? n * 3 + 1 : n / 2;  }  printf("1");}

Java

void collatz(int n){  while(n > 1){    System.out.print(n + "\t->\t");    n = n % 2 == 0 ? n / 2 : n * 3 + 1;  }  System.out.print(1);}

Visual Basic

Imports SystemImports System.ConsolePublic Sub Collatz(ByVal n As UInteger)    System.Console.WriteLine(n)    If n = 1 Then Exit Sub    n = n * 3 + 1    Do While(n Mod 2 = 0)       // remove all trailing '0's      n /= 2    Loop    Call Collatz(n)End Sub

JavaScript

function collatz(n) {  while(n > 1)    n = !(n % 2) ? n / 2 : n * 3 + 1;}


相关

  • 放射化学放射化学(英语:Radiochemistry)是化学的一个分支,旨在研究那些参与化学反应的物质属于或带有放射性同位素的化学反应的一门学科。放射化学是关于放射性材料的化学;其中,放射性同位
  • 稻草人论证稻草人论证(英语:straw man)或稻草人谬误、攻击稻草人、刺稻草人、打稻草人是曲解对方的论点,针对曲解后的论点(替身稻草人)攻击,再宣称已推翻对方论点的论证方式,是一种非形式谬误
  • 秋田县第1区秋田县第1区是日本众议院的选区,始于1994年。北海道 13 | 山形县 4 | 静冈县 9 | 岛根县 3 | 大分县 4福井县 3 | 山梨县 3 | 德岛县 3 | 高知县 3 | 佐贺县 3青森县 4 | 岩
  • 安娜·帕夫洛芙娜 (荷兰王后)安娜·帕夫洛芙娜女大公(英语:Grand Duchess Anna Pavlovna of Russia,1795年1月18日-1865年3月1日),是俄罗斯帝国沙皇帕维尔·彼得洛维奇(常根据英译名翻译成保罗)与妻子玛丽亚·费
  • 恰坎恰坎(Chakan),是印度马哈拉施特拉邦浦那县的一个城镇。总人口21674(2001年)。该地2001年总人口21674人,其中男性11735人,女性9939人;0—6岁人口3166人,其中男1691人,女1475人;识字率72.
  • 范德蒙恒等式范德蒙恒等式是一个有关组合数的求和公式。甲班有 m {\displaystyle m} 个同学,乙班有 n {\displayst
  • 漫画销量排行列表本列表列出的是历史上漫画销量的排行。
  • 崔三畏崔三畏(?-?),字敬父,直隶保定府蠡县人,民籍,明朝政治人物。顺天府乡试第五名举人。嘉靖八年(1529年)中式己丑科会试第二百九十九名,登第三甲第三十六名进士。曾祖崔甫仪;祖父崔翔,曾任署教
  • 弗朗索瓦·瓦德勒弗朗索瓦·瓦德勒(François Vatel,法语发音:.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","Segoe UI","Lucida Sans Unicode","Code2000
  • 怦然心动怦然心动可以指: