Autor Tema: ¿Siempre acaba en 0?

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04 Abril, 2026, 09:37 pm
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RH

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En este problema, a un número, si es par lo divides entre 2, si es impar, le restas 1, lo divides entre 2 y lo elevas al cuadrado.

Par: \( \displaystyle\frac{x}{2} \)

Impar: \( (\displaystyle\frac{x-1}{2})^2 \)

Parece que siempre acaba en 0. ¿Pero, y en el infinito?  ¿Se puede demostrar?
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05 Abril, 2026, 12:31 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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En este problema, a un número, si es par lo divides entre 2, si es impar, le restas 1, lo divides entre 2 y lo elevas al cuadrado.

Par: \( \displaystyle\frac{x}{2} \)

Impar: \( (\displaystyle\frac{x-1}{2})^2 \)

Parece que siempre acaba en 0. ¿Pero, y en el infinito?  ¿Se puede demostrar?
Prueba con n=27... y luego me dices.... ya pase las 200000 iteraciones y parece que no descenderá , ha ascendido 2000 veces y el resto descendido...

Con otro numero ej el  7116799411152971 , pase las 250000 iteraciones y no hay vista ni que progrese ni que se reduzca, todo indica que irá hacia un loop, pero de mucha cantidad de pasos, 250000 es nada entre números de 50/60 cifras yen realidad solo hará la diferencia que repita alguna potencia de dos por algún cuadrado, para repetir el ciclo.

Mientras seguí escribiendo  ya pase las 300000 iteraciones  arrancando con el 27... edito pase las 500000 y nada , sí que , será muy difícil de probar que siempre termine en 0.

Haciendo algunos calculos  puede haber algún tipo soluciones cíclicas cuando un entero es igual $$\sqrt{2^k+1}$$   es decir k=3  y no encontré nada hasta k=7000, aún así no veo que ocurra ningún ciclo.

PD: Este problema es similar a reemplazar en Collatz la multiplicación de 3 por un 5 , y ejecutar para n=5 , en ese caso hay un loop, pero tambien cientos de miles de iteraciones para el n=7
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

05 Abril, 2026, 10:36 am
Respuesta #2

RH

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Ahm, entonces, o se crea un loop de repetición o diverge al infinito. En el primer caso, ya se prueba que esos números no pueden llegar al cero. En el segundo caso me parece que es más difícil de probar porque si alcanza potencia directa de 2^x, aunque x sea un número inimaginable, cae directamente.

Gracias Richard.
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05 Abril, 2026, 01:55 pm
Respuesta #3

Richard R Richard

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Ahm, entonces, o se crea un loop de repetición o diverge al infinito. En el primer caso, ya se prueba que esos números no pueden llegar al cero. En el segundo caso me parece que es más difícil de probar porque si alcanza potencia directa de 2^x, aunque x sea un número inimaginable, cae directamente.

Gracias Richard.
Lo digo por las dudas,no afirmo que nunca descenderá, solo digo que los tiempos de máquina para alcanzar  una potencia  de 2 son muy grandes, es decir solo seguir la propia función toma mucho tiempo,  en realidad para demostrar que no descenderá tendrías que demostrar  que partiendo de algún $$n$$ la serie obligatoriamente llegué  a números  compuestos o primos cuya descomposición en factores primos siempre tenga al menos un factor diferente del primo 2. Como hay casos en que eso si sucede será  extremadamente improbable lograrlo. Pero solo haría  falta demostrarlo para un solo $$n$$

Si fuera que la serie va diverger , se tendría  que observar una tendencia a la alza constante,  y lo que se observa es que en pocas iteraciones se alcanza un número  de cifras que no parece superarse, no continua el alza del número  de cifras, de allí desciende y asciende sin reiterar números, lo que da a pensar que alcanzada una cifra similar pero de iteraciones se acabará la posibilidad de no repetir números  en esas oscilaciones entonces o se produce un ciclo o se será más clara la evidencia de una ascenso del número de cifras promedio de los números de la serie para afirmar que diverge.

Reitero el tiempo de máquina y de memoria para alcanzar ese número  de iteraciones es altísimo,  la capacidad  de memoria de la máquina para recordar cada impar al menos, para saber si ha iniciado un ciclo, quizá  no sea posible  de construir  si te aproximas a las 80 cifras,   pasada esa cantidad de cifra la computadora tiene que ser más grande que el universo.

Pd: te doy un dato curioso pero que reafirma lo que digo sobre la función que expones ... la función similar a Collatz, pero en vez de 3 tiene un 5 , cuando inicias con $$n=7$$ tienes un ciclo de $$2030923$$ iteraciones, esos dos millones de números  cada uno multiplicados por un $$2^x$$ con $$x$$ tan grande como queras  terminaran en el mismo ciclo, sin descender a 1. Lo mismo que la mayoría de los 1,2,3,4mod5 impares que asciendan $$n$$ a un múltiplo de 2 de esos dos millones de números, ej caso del 11, que desciende a 7 , en medio el 9 ya pertenece al ciclo que contiene al 7.
Tu función presenta un comportamiento similar, un alza inicial y luego mantiene el número de cifras, (aunque tienen 50/60 cifras adicionales) , así que si encontrar un ciclo no sería para nada descabellado. Solo que el número de iteraciones será 10^50 veces mas grande , si me llevó horas hallar esos dos millones de números , quizá llevará más de la edad actual del universo o más, en encontrar un ciclo.   
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)