Autor Tema: Collatz, otra vez

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05 Diciembre, 2021, 01:09 am
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Luckdevil

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No quiero alargarme mucho así que resumiré un poco, cogemos todos los números naturales y los que son divisibles entre 2 los dividimos entre 2 tantas veces sea posible, tendríamos algo como lo que sigue:

1,1,3,1,5,3,7,1,9,5,11,3,13,7,15,1,17,9,
19,5,21,11,23,3,25,13,27,7,29,15,31,
1,33,17,35,9,37,19,39,5,41,21,43,11,45,
23,47,3,49,25,51,13,53,27,55,7,57,29,59,
15,61,31,63,1,65,33,67,17,69,35,71,9,73,
37,75,19,77,39,79,5,81,41,83,21,85,43,87,
11,89,45,91,23,93,47,95,3,97,49,99,25,
101,51,103,13,105,53,107,27,109,55,111,
7,113,57,115,29,117,59,119,15,121,61,
123,31,125,63,127,1,129,65,131,33,133,
67,135,17,137,69,139,35,141,71,143,9,
145,73,147,37,149,75,151,19,153,77,155,
39,157,79,159,5,161,81,163,41,165,83,
167,21,169,85,171,43,173,87,175,11,177,89,
179,45,181...



Aquí la observación, no la he comprobado para muchos valores pero desde luego me parece de lo más interesante. He puesto tantos números por un motivo y es este:
Supongo que ya conocéis la sucesión de 1,5,21,85,341... pues bien, hacia el final, el último 85 (que sería 85*2=170)...veamos algo (este valor, así como 341 etc parecen una especie de pivote:
169(-1) va a 127(128-1)
167(-3) va a 251(256-5)
163(-7) va a 245(-11)
159(-11) va a 239(-17)
155(-15) va a 233(-23)
151(-19) va a 227(-29)
147(-23) va a 221(-35)
Es un resumen...
Y aquí algo mucho más interesante:
171 va a 256+1
173, va a 64+1
175,+7
177,+5
179,+13
181,+1
183,+19
Os suena el principio de la tabla:
1,x,x,1,x,x,7,x,x,5,x,x,13,x,x,1,x,x,19...

Y hasta aquí por ahora (como siempre, escribo porque no sé cuando tendré tiempo de avanzar en ello y tiene buena pinta como para tirarlo :)), gracias por leer

......................................
Estaba mirando ahora con el número 21 (21*2=42), algunos números inferiores a este... después de hacer (x*3+1)/2 parece que siguen el mismo patrón desde su intervalo(32,64) si (x*3+1)/2 es impar, y si es par hacen lo mismo pero bajando tantos intervalos como veces es divisible entre 2, es decir, el 37=42-5, como (5*3+1)/2=8, el 37 iría a -1 de 3 intervalos anteriores. Además estos números parece que nunca superan el intervalo... y hasta aquí otra vez (tendré que probar más cuando pueda, hasta que vuelva a darme contra el  :banghead: como siempre  ;D)

Si alguien sabe como mirar esto quedarían muy pocas opciones de subida, los que van por la ruta 1,3,9,27... a su derecha e izquierda y pocos más.

(He añadido un archivo con bastante información para que los que empiezan puedan ver más fácilmente dónde está la dificultad de este problema)


10 Diciembre, 2021, 10:34 pm
Respuesta #1

Granmurillo

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Se llama suma de potencias de exponente par más 1 se los considera triviales pues toda potencia de 2 al dividirla constantemente para 2 resulta en 1. Son esos números que indicas:

5=4+1
21= 4+16+1
85=4+16+64+1
etc.

Lectura al respecto la puedes encontrar en wikipedia en Conjetura de Collatz también hay suma de potencias mas 3, potencias de 2 mas 1, 3 mod 6, patrones binarios y varias demostraciones parciales en Collatz Conjecture.

11 Diciembre, 2021, 06:53 am
Respuesta #2

Luckdevil

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Aquí va la forma más reducida que he encontrado, así es como mejor se ve el bucle(solo he dividido los pares entre 2 tantas veces como se puede y lo he ordenado de esta forma):

 0, 1, 1, 3,
 1, 5, 3, 7,
 1, 9, 5,11,
 3,13,7,15,
 1,17,9,19,
 5,21,11,23,
 3,25,13,27,
 7,29,15,31,
 1,33,17,35,
 9,37,19,39,
 5,41,21,43,
11,45,23,47,
 3,49,25,51,

Los valores de la columna 1 coinciden con los que se leen de izquierda a derecha fila a fila.
Los de la columna 3 se puede decir que como están en la columna 2 y 3, pues como que carecen de sentido.
Lo que hace que estás 2 columnas carezcan de sentido.
El estudio debe centrarse en las otras 2 columnas, empezemos por la columna 4, los valores en posición par caen sobre la columna 4 (para un matemático creo que no le será difícil ver qué al final acaban cayendo en posición impar), los de posición par caen a la columna 2 también de una forma regular.

A ver si en vacaciones tengo un rato para volver a darme contra el  :banghead:

13 Diciembre, 2021, 03:00 pm
Respuesta #3

Granmurillo

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Lo que indicas tiene que ver con los estudios de probabilidad de la conjetura que indica que luego de multiplicar por 3 y sumar uno consigues un número impar y el 50% de la veces puedes volverlo a dividir y de esa división el 50% de las veces es un número par o sea que tenemos el 25% para dividir para 2 etc. Por eso en tus patrones encontrarás que el 1 aparece luego de \( 2^1 \), luego \( 2^2 \), luego \( 2^3 \), etc. En ese análisis de probabilidad de ocurrencia está basado el artículo de Terence Tao de título "Casi todas las órbitas de la conjetura 3x+1 están acotadas"

Más información al respecto puedes encontrar en el video de Veritasium en Youtube "NO Podrás Resolver este Simple Problema Matemático"

Suerte.