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3x+1问题

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发表于 2008-11-22 17:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
当我们阅读数学史时,会有这样一种印象,数学家们首先研究简单的
问题,然后研究越来越复杂的问题。经常性地,高深的数学问题是非
常复杂的。只是为了理解问题,我们就得学习非常多的数学知识;而
为了解决它,那就得用更复杂的数学知识了。就算我们在学校里的数
学考试也是如此,最后一题经常被叫做"最后一大题","一大题"
是说它表达复杂,里面还有一二三四的小题,要理解题意就得几分钟
的时间。弄不好还理解错了,搞得整道题都白白做,被扣去许多分。

可是数学里不只有这些吓人的"大题"--我是说,数学里还有吓人
的"小题"。这样的"小题"理解起来非常容易,却让无数数学家大
跌眼镜,怎么冥思苦想也不得其解。3x+1问题大概就是其中最著名而
又最简单的一个。它简单到大概任何一个会除2和会乘3的人(比如说,
没文化但是经常买菜的老奶奶)都能理解它的意思,但是困难得让数
学家至今也没有找到好好对付它的方法。

任取一个自然数,如果它是偶数,我们就把它除以2,如果它是奇数,
我们就把它乘3再加上1。在这样一个变换下,我们就得到了一个新的
自然数。如果反复使用这个变换,我们就会得到一串自然数。

比如说我们先取5,首先我们得到3*5+1=16,然后是16/2=8,接下去
是4,2和1,由1我们又得到4,于是我们就陷在4→2→1这个循环中了。

再举个例子,最开始的数取7,我们得到下面的序列:
7→22→11→34→17→52→26→13→40→20→10→5→16→8→4→2→1
这次复杂了一点,但是我们最终还是陷在4→2→1这个循环中。

随便取一个其他的自然数,对它进行这一系列的变换,或迟或早,你
总会掉到4→2→1这个循环中,或者说,你总会得到1。已经有人对所
有小于100*250=112589990684262400的自然数进行验算,无一例外。
发表于 2008-11-22 18:49 | 显示全部楼层
这被称作数字“冰雹”。
无论从哪个自然数开始,几十.几百....步,
最终都会掉进1—4—2—1这个循环中
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发表于 2009-7-14 20:02 | 显示全部楼层
这是个数字黑洞,希望以后有更好的办法
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发表于 2009-7-14 22:10 | 显示全部楼层
这个目前来说,只要不深入了解就不复杂,哈哈
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