考拉茲猜想的證明(第三版)
考拉茲猜想又名冰雹猜想,角谷靜夫猜想,3n +1猜想等等。
對于考拉茲猜想我又有了一些新的見解。
在我另辟蹊徑的情況下,發(fā)現(xiàn)不需要費勁心思證明是否存在其他循環(huán),也不需要逐一驗算是否有數(shù)趨于無窮大。就能證明冰雹猜想的成立。
在此之前,我首先需要提出一些,基于考拉茲猜想本身就存在的概念。
1,考拉茲變化。
即將奇數(shù)(用字母o表示,下同)*3+1,偶數(shù)(用字母e表示,下同)/2 的運算規(guī)則。
考拉茲變化符號記為 → 。例如 2^n→ 1,o?→3o+1,e?→e/2等等
2同根。
假設兩個(或兩類)正整數(shù)在進行各自的考拉茲變化的過程中,出現(xiàn)了至少一個相同的數(shù),則稱這兩個數(shù)同根(符號 Y)。
例如3與20就存在同根數(shù)10,記作:3 Y 2 0?
同時,借助同根的概念,我們能延伸出許多邏輯運算規(guī)則。
同根規(guī)則1
a Y a.
同根延伸規(guī)則2
若a Y b,則b Y a
同根延伸規(guī)則3
若a Y b,且b Y c,則a Y c。
同根延伸規(guī)則4
若a→ b,則a Y b
即:
o Y o * 3 +? 1 ;
e Y e / 2.
基于同根的規(guī)則延伸。我們可以逆向運用考拉茲變化規(guī)則,通過其運算規(guī)則使原本各不相同的兩類數(shù)同根。
例如證明 6n +1 Y 8n+ 1,其中n屬于N.
解:(8n+ 1)→24n+ 4→ 6n +1。
通過同根延伸規(guī)則4,若a→ b,則a Y b ,可知:8n + 1 Y 24n + 4 Y 6n + 1.
即 8n + 1 Y 6n + 1成立。
證明兩類數(shù)同根的意義在于,當a與b同根時,我們只需要證明其中一類數(shù)能經過考拉茲變化回到1,就能直接證明另一類數(shù)也能 回到1,極大的簡化的證明考拉茲猜想的流程。
因而我們實際上只要證明短短的幾類數(shù)同根,就可以證明整個考拉茲猜想成立。
首先已知任意正整數(shù)都可以表示為 2^n(o) 形式.
其中n?=?N+時,?2^n(o) =e
又因任意 2^n(o) → o,可知 e→o。所以我們只需證明
任意奇數(shù) o→ 1,即可使考拉茲猜想成立。
需要說明的是??奇數(shù) o =2n+1,偶數(shù) e=2n+2 。其中 n 屬于 N.
已知?e →?o,所以?e Y o。
故 ??2n+2?Y?2n+1
又因 2n+2 ?→??n+1
可得 2n+2 Y n+1
故 2n+1 Y? n+1
由于 (2n+1+1)/2 = n+1? ? ?
可知(o+1)/2 Y o?
至此,原來的 ”3o+1”問題,已經成功降次為了”o+1”問題。
即問題變?yōu)榱?,若一個數(shù)是奇數(shù)則加一后除二,偶數(shù)則直接除二。
式子(o+1)/2=n 中,當且僅當? o=1時,o=n。
o>1 時,則 o>n.
即 式子(o+1)/2 中的 o 值會隨著運算進行無窮遞減,直到 o=1 為止.
由此可證任意 o?→1。
至此冰雹猜想證明成功。
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