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¿Es interesante esta propiedad de la secuencia de Collatz?

Como aficionado que juega con el Conjetura de Collatz En la actualidad, me he topado con algo que no había visto mencionar antes, y que puede o no ser digno de mención.

Sugerido por Gottfried Helms, he aquí una versión más inteligible de mi descubrimiento:

Dejemos que $s(n)$ denotan el tiempo total de parada de $n$ bajo el mapa original de Collatz, y considerar la iteración $n_{k+1}=s(n_k)$ .
Me he dado cuenta de que la secuencia de $n_0,n_1,n_2,...$ parece converger a $1$ para todos $n_0>1$ - es decir, La aplicación repetida de $s$ siempre dará lugar a $1$ finalmente .

Al menos este fue el caso de cada $n$ Lo he intentado. Los ejemplos incluyen $42 \to 8 \to 3 \to 7 \to 16 \to 4 \to 2 \to 1$ y $9 \to 19 \to 20 \to 7 \to 16 \to 4 \to 2 \to 1$ .

Lo que me gustaría saber es esto:

  • ¿Se puede demostrar que esta propiedad se mantiene, o no, para todos los $n>1$ ?
  • ¿Ocurre lo mismo con otros mapeos de la "familia" Collatz? De forma más general y vaga, ¿es esto algo interesante?

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Acabo de borrar mi respuesta porque no hace más que replantear tu pregunta. Sin embargo, para que el enfoque de su pregunta sea un poco más obvio, podría ser útil introducir el conocido término "tiempo total de parada" en su texto, y formular algo como: a) suponer $s(n_0)$ siendo el "tiempo total de parada" para $n_0$ bajo el mapa de Collatz original y considerar la iteración $n_{k+1} = s(n_k)$ . b) ¿Es cierta mi conjetura de que la secuencia de $n_0,n_1,n_2,...$ converge a $1$ para todos $n_0 \gt 1$ ? (O alguna otra formulación de su conjetura con este espíritu)

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Heurísticamente, esto no es también sorprendente (siempre que se mantenga para todos los valores pequeños); $s$ probablemente actúa un poco como un logaritmo (aunque con menos fuerza) - pero una prueba de la conjetura de Collatz podría muy probablemente venir con una prueba de, para algunos $n$ "Para todos $x>n$ tenemos $s(x)<x$ " que, junto con ver que todos $x\leq n$ convergen a $1$ bastaría para demostrar esta afirmación.

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rschwieb Puntos 60669

En cuanto a su función $s$ la conjetura de Collatz puede ser reformulada:

Conjetura: $s$ se define en todos los $\Bbb N$ .

Sin haber demostrado la conjetura de Collatz, ni siquiera se sabe si su mapa está definido en todo $\Bbb N$ . Si su mapa está definido, la conjetura de Collatz es verdadera. Si la conjetura de Collatz es verdadera, su mapa está definido. Así que la existencia de esta función es equivalente a la conjetura de Collatz.

Para estudiar las conclusiones sobre las propiedades especiales del mapa, habría que suponer que la conjetura es cierta.

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Mark Struzinski Puntos 11288

$s(5) = 5$ y parece que hay muchos puntos de partida que terminan en $5$ , pero no pude encontrar ningún otro ciclo hasta $1000000$ . La secuencia parece disminuir mucho más rápido que el propio Collatz (el mayor número que pude encontrar con $s(x) > \sqrt{x}$ es $x=115547$ ), por lo que dudo que se puedan encontrar más ciclos o secuencias de fuga buscando.

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Vaya, no puedo creer que no me haya dado cuenta de la $s(5)$ ¡caso! Gracias por ello. No estoy seguro de qué respuesta aceptar ahora - la tuya responde más o menos a la primera parte de mi pregunta, mientras que la de rschwieb aborda el panorama más amplio sobre el estudio de las propiedades de $s$ .

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