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¿Qué se sabe sobre el comportamiento iterativo de esta función?

Dejemos que $p$ sea una función que sume divisores de algún número natural pero que no sume ese número.

Por ejemplo, tenemos $p(12)=1+2+3+4+6=16$ .

Podemos tomar eso $p(1)=1$ para evitar posibles dificultades posteriores.

Los números perfectos son puntos fijos de esta función, y para los primos tenemos $p(q)=1$ y $p(p(q)))=1$ si $q$ es un primo, por lo que, sobre perfectos y primos, esta función tiene un comportamiento muy sencillo.

Estaría bien saber cómo se comporta esta función con respecto a la iteración.

Así que definimos $p^{\circ}_k(n)=p(...p(n))$ ( $p$ aplicado $k$ veces sucesivamente).

Por ejemplo $12$ tenemos $p(12)=16$ y $p(16)=15$ y $p(15)=9$ y $p(9)=4$ y $p(4)=3$ y $p(3)=1$ , por lo que tenemos $p^{\circ}_l(12))=1$ por cada $l\geq 6$ .

Si tomamos algún número y aplicamos $p$ a ese número sucesivamente entonces pueden surgir dos tipos de comportamiento:

1) nos encontramos con un bucle de longitud $\geq 1$

2) escapamos hacia el infinito

Dado que el bucle parece difícil de detectar, me gustaría saber algo más sobre 2).

Al principio, surge naturalmente una pregunta:

¿Existe algún número natural para el que la aplicación sucesiva de una función $p$ ¿nunca hace un bucle? Es decir, expresado de otra manera, ¿hay alguna $n \in \mathbb N$ de tal manera que tenemos que $\{p(n),p^{\circ}_2,p^{\circ}_3,...\}$ no tiene límites?

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jwarzech Puntos 2769

La conjetura de Catalán (a veces llamada conjetura de Catalán-Dickson), es que toda secuencia de alícuotas termina o bien en $1$ o en un bucle finito (alcanzando un número perfecto, amigable o sociable).

Actualmente es una cuestión abierta. Por ejemplo esta charla de 2016 de A. S. Mosunov, "What do we know about aliquot sequences?", explica la conjetura de Guy y Selfridge de que una secuencia de alícuotas existe:

No conocemos ninguna $n$ de manera que la secuencia de alícuotas que comienza en $n$ no tiene límites. Sin embargo, hasta $1000$ hay $12$ posibles candidatos: $276,306,396,552,564,660,696,780,828,888,966,996$ . Las secuencias de alícuotas que comienzan en $276,552,564,660$ y $966$ fueron estudiados por Derrik Lehmer.

Estos últimos casos se conocen como Lehmer Cinco .

Conjetura de Guy-Selfridge. Hay infinitas muchas secuencias de alícuotas que no tienen límite.

Heurística de Guy-Selfridge. La mayoría de las secuencias de alícuotas que comienzan con un número par no están acotadas, mientras que la mayoría de las secuencias alícuotas que comienzan con un número impar son acotadas.

Esta es una afirmación bastante notable, pero véase Guy y Selfridge (1975) ¿Qué impulsa una secuencia de alícuotas? para un razonamiento.

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