考拉兹猜想的证明(第三版)
考拉兹猜想又名冰雹猜想,角谷静夫猜想,3n +1猜想等等。
对于考拉兹猜想我又有了一些新的见解。
在我另辟蹊径的情况下,发现不需要费劲心思证明是否存在其他循环,也不需要逐一验算是否有数趋于无穷大。就能证明冰雹猜想的成立。
在此之前,我首先需要提出一些,基于考拉兹猜想本身就存在的概念。
1,考拉兹变化。
即将奇数(用字母o表示,下同)*3+1,偶数(用字母e表示,下同)/2 的运算规则。
考拉兹变化符号记为 → 。例如 2^n→ 1,o →3o+1,e →e/2等等
2同根。
假设两个(或两类)正整数在进行各自的考拉兹变化的过程中,出现了至少一个相同的数,则称这两个数同根(符号 Y)。
例如3与20就存在同根数10,记作:3 Y 2 0
同时,借助同根的概念,我们能延伸出许多逻辑运算规则。
同根规则1
a Y a.
同根延伸规则2
若a Y b,则b Y a
同根延伸规则3
若a Y b,且b Y c,则a Y c。
同根延伸规则4
若a→ b,则a Y b
即:
o Y o * 3 + 1 ;
e Y e / 2.
基于同根的规则延伸。我们可以逆向运用考拉兹变化规则,通过其运算规则使原本各不相同的两类数同根。
例如证明 6n +1 Y 8n+ 1,其中n属于N.
解:(8n+ 1)→24n+ 4→ 6n +1。
通过同根延伸规则4,若a→ b,则a Y b ,可知:8n + 1 Y 24n + 4 Y 6n + 1.
即 8n + 1 Y 6n + 1成立。
证明两类数同根的意义在于,当a与b同根时,我们只需要证明其中一类数能经过考拉兹变化回到1,就能直接证明另一类数也能 回到1,极大的简化的证明考拉兹猜想的流程。
因而我们实际上只要证明短短的几类数同根,就可以证明整个考拉兹猜想成立。
首先已知任意正整数都可以表示为 2^n(o) 形式.
其中n = N+时, 2^n(o) =e
又因任意 2^n(o) → o,可知 e→o。所以我们只需证明
任意奇数 o→ 1,即可使考拉兹猜想成立。
需要说明的是 奇数 o =2n+1,偶数 e=2n+2 。其中 n 属于 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,原来的 ”3o+1”问题,已经成功降次为了”o+1”问题。
即问题变为了,若一个数是奇数则加一后除二,偶数则直接除二。
式子(o+1)/2=n 中,当且仅当 o=1时,o=n。
o>1 时,则 o>n.
即 式子(o+1)/2 中的 o 值会随着运算进行无穷递减,直到 o=1 为止.
由此可证任意 o →1。
至此冰雹猜想证明成功。