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什么是“+问题”

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:例如,根据变换规则,18变成9,9变成28,等等。这是一个有趣的问题,也是一个非常吸引人的数学游戏。起初,这纯粹是个数学游戏,在美国某些地方流行。现在,它已在世界各国广泛流传。这就是“3x+1问题”,也称为“科拉兹问题”、“叙拉古问题”或“角谷问题”。但是,这个结论却还没法证明,而且范围也仅限于自然数,不能放宽到整数。你不妨自己试试零和负数的情况,看看会出现什么样的结果?

什么是“3x+1问题”

请你随意说出一个自然数,记为x,利用这个自然数,我们可以构造一个新的自然数y,方法如下:

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数学上,这样从任意一个自然数出发,按照确定的规则得到另一个自然数(它与原先的自然数可以相同,也可以不同),称为对自然数施行了一个变换。例如,根据变换规则,18变成9,9变成28,等等。问题在于,从某一个自然数出发,不断地这样变换下去,会出现什么样的结果呢?这是一个有趣的问题,也是一个非常吸引人的数学游戏。

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图1

下面我们以自然数18为例,来看看这样连续变换的结果。如图1所示,最后出现了循环:4214。再看看奇数,例如21,如图2所示,最后还是出现了同样的结果。

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图2

起初,这纯粹是个数学游戏,在美国某些地方流行。后来传到欧洲,又由日本人角谷传到亚洲。现在,它已在世界各国广泛流传。人们甚至动用了计算机,试遍了从1到7×1011所有的自然数,结果都是最后出现4214…的循环。这就是“3x+1问题”,也称为“科拉兹问题”、“叙拉古问题”或“角谷问题”。但是,这个结论却还没法证明,而且范围也仅限于自然数,不能放宽到整数。你不妨自己试试零和负数的情况,看看会出现什么样的结果?

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