甚至最聪明的数学家也无法解决Collat​​z的猜想

经过:杰斯林盾牌
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Collat​​z的猜想指出,无论选择哪个正整数以启动序列,所有路径最终都会导致第一。utline2design/howS兴发首页xtuffWorks

数学家正在解决问题的业务。在这些解决问题的尝试的过程中,他们探索思想,有时还会提出其他数学问题修补。其中一些问题可能需要几代数学家的整个职业才能解决,而有些则需要超级计算机的帮助。其他人似乎根本无法解决 - 尽管普遍的共识是我们最终应该能够解决所有数学问题。

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未解决的数学问题的历史

Collat​​z的猜想或“ 3N+1问题”是我们仍在等待解决的问题。1937年由德国数学家介绍Lothar Collat​​z,Collat​​z的猜想是一个看似简单的问题,有一个令人惊讶的难以捉摸的答案。猜想认为,如果您重复两个简单的算术操作,您最终将最终将每个正整数转换为第一。问题在于,它尚未被证明对所有整数都是正确的。也许有一定的数字序列疾驰到无穷大。

数学家已经测试了数百万自然的数量,没有人证明这是错误的。但是也没有人证明这是无条件正确的。传奇匈牙利数学家保罗·埃尔多斯(Paul Erdos)引用为,“数学可能还没有准备好解决此类问题。”

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科拉茨只提出了两年的猜想接收以后他的博士学位来自柏林大学。对于一个在职业生涯中从事如此重要的数学工作的人来说,他以新颖的问题而闻名(可以由四年级学生进行测试)非常出色。尽管所有计算都支持猜想是正确的想法,但它一直无法解决86年的事实使它更加有趣。

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Collat​​z猜想的路径长度(步骤数),具体取决于起始数量从1到100,000。
Wikimedia Commons/(CC BY-SA 3.0)

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为什么Collat​​z的猜想也称为“ 3n + 1”序列?

Collat​​z序列也称为“3n + 1“序列是因为它是通过从任何正数开始而生成的,只遵循两个简单的规则:如果是偶数,则将其除以两个,如果它是奇怪的,则将其三倍,然后添加一个。因此,“ 3n + 1”。规则一遍又一遍地,并且猜想指出,无论起始数字如何,您最终都将始终达到第一名。

例如,从数字第七开始。这是一个奇数,所以您给它旧的3n + 1处理,等于22.这是一个偶数的数字,这意味着您必须将其切成两半,这给了我们11.这是序列其余的计算:

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11 x 3 = 33 + 1 = 34

34 /2 = 17

17 x 3 = 51 + 1 = 52

52/2 = 26

26/2 = 13

13 x 3 = 39 + 1 = 40

40/2 = 20

20/2 = 10

10/2 = 5

5 x 3 = 15 + 1 = 16

16/2 = 8

8/2 = 4

4/2 = 2

2/2 = 1

因此,如果您从第七名开始,Collat​​z序列是7、22、11、11、17、52、52、26、13、40、20、10、10、16、8、4、2、1。从第一,一个奇数,您乘以三,然后添加一个。从那里您获得了四个,这很快就可以减少到一个。这开始了永无止境的循环。

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“冰雹序列”有限的突破

Collat​​z猜想中生成的数字的另一个名称是“冰雹序列。“正如您可以从上面列出的序列中看到的那样,数字像风暴云中的冰雹一样上下上下。在某个时候,它们跌倒在地面上。有一定的数字,一旦您在计算中达到了它们,就会迅速降低,但最终都跌至一个。

因此,Collat​​z的猜想可用于数百万数百万的数字 - 如果您正在考虑使用较小的任何东西来尝试运气,那么数学家试图解决的问题之一是为什么。如果他们理解这一点,他们将可以肯定地说出它对所有自然数字有效。

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使Collat​​z猜想如此混乱的一件事是,它涉及无限数量的整数。即便是最强大的超级计算机无法检查每个数字以查看猜想是否成立。还没有, 至少。

近年来,一位数学家在Collat​​z的猜想上取得了一些突破。Terence Tao,是上个世纪最有才华的数学家之一,于2019年发表了一篇论文,标题为“几乎所有的Collat​​z轨道都达到了几乎有限的值。31岁。然而,他关于他的Collat​​z突破的大新闻中有两个“几乎”。

基本上,陶的结果指出了一种解决问题的新方法,并注意到与Collat​​z规则相差的数字将是多么罕见。罕见,但不一定不存在。

朋友,这是近年来最接近任何人来解决Collat​​z猜想的最接近的人。请记住,如果您要自己解决它,请从至少20位数字开始的数字开始。

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