冰雹猜想的证明
考拉兹猜想篇(2)
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,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限大。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.
2同根。
假设两个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 于 10。
同时,借助同根的概念,我们能延伸出许多规则。
同根延伸规则1
a Y a,其中a属于正整数,同时下文所指的未知数,除n外的均属于正整数。(不好打符号,见谅)
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,当集合a与集合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.
又因2^n(o) → 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。
同时,由于正整数存在奇偶两种可能,因此要根据其奇偶性进行分类运算。下面进行同根运算。
o→ 3o+ 1=6n 4→ 3n +2.(由此可得,o Y 6n +4)
这里n可能属于o,也可能属于e,要分类运算,下同。
3n +2 中,n属于o时,3o +2=6n +5.(由此可知,6n +4 Y 6n +5)
3n +2中, n属于e时,3e +2=6n 2→ 3n +1。(由此证明,6n +5 Y 6n +2)
3n +1 中,n属于o时,其上已运算过,故不再赘述。
3n +1 中,n属于e时,3e +1=6n 1.(显而易见,6n+ 2 Y 6n +1)
至此,我们已经可以得出,奇数 o Y 6n +4 Y 6n +5 Y 6n +2 Y 6n +1。
如果再证明o Y 6n (n大于0)Y 6n +3,即可证明任意奇数o,同根于全体正整数。
下面继续运算。
6n→3n
3n中,n属于e时,3e=6n。(进入缩小循环,不再运算)
3n中,n属于o时,3o=6n+3.(由此可知,6n Y 6n+3)
6n+3→18n+10→9n+5
当9n+5中,n取值为2n'时,(n'属于N).
则 9n+5 Y 6n+5。
当9n+5中,n取值为2n'+1时,(n'属于N)
则9n+5 Y 6n+2.
由上可得,6n+3 Y 6n+5 或 6n+3 Y 6n+2.
又因o Y 6n+5 Y 6n+2
故由此可证,o Y 6n Y 6n+3 。
至此已经证明奇数 o Y 6nY 6n+1 Y 6n+2 Y 6n+3 Y 6+4 Y 6n+5。也即任意奇数同根于全体正整数,故可证明即不存在 4→2→1 外的其他循环,也证明了不存在趋于无穷大的正整数。
故 冰雹猜想成立。

