猜想:对于任意大于1的自然数n,若n为奇数,则将n变为3n+1,否则变为n的一半。经过若干次这样的变换,一定会使n变为1。例如,3->10->5->16->8->4->2->1
时间: 2023-06-05 19:47:32 浏览: 170
这是著名的“猜想”,即科学家发现了一个有趣的数学规律,如果一个数是奇数,就将它变为3n+1,如果是偶数,就将它变为n/2;重复进行这样的操作,最终会得到1。而对于任意一个大于1的奇数n,经过若干次操作后,一定会变为3n+1的偶数,最终得到1。所以,对于任意一个满足条件的奇数n,经过若干次变换后,一定会变为3n+1的偶数,再经过若干次变换,最终变为1。但是,目前尚未证明这个规律在所有情况下都成立。
相关问题
有这样一个猜想:对于任意大于1的自然数n,若n为奇数,则将n变成3n+1,否则变成n的一半。经过若干次这样的变换,一定会使n变为1。例如3->10->5->16->8->4->2->1。对于n=1的情
### 回答1:
这是一个经典的数学问题——科拉兹猜想。对于任意大于1的自然数n,如果n是奇数,则将其变为3n+1,如果n是偶数,则将其变为n的一半。重复这个过程,最终一定会得到1。例如,当n=3时,经过变换得到的数列为3->10->5->16->8->4->2->1。经过若干次这样的变换后,n一定会变为1。
### 回答2:
对于 n=1 的情况,虽然它本身已经是 1,但根据猜想中的规则,仍然需要进行变换。根据规则,将 1 变成 3*1+1=4,再将 4 变成 2,最后变成 1。所以即使 n=1,也会经过两次变换后达到 1。
为了证明这一猜想对于任意大于 1 的自然数 n 成立,我们可以采取归纳法:
(1)当 n=2 时,进行一次变换后,n 变成 n/2 = 1,成立。
(2)假设当 n=k(k>2) 时成立,即经过若干次变换后,k 可以变成 1。
(3)当 n=k+1 时,根据奇偶性判断:
- 当 k+1 为奇数时,根据规则,k+1 变成 3*(k+1)+1 = 3k+4。
因为 k 是偶数,所以 k 可以表示为 2m(m 是自然数)。
所以 3k+4 = 6m+4 = 2(3m+2)。
即 3k+4 可以被 2 整除,所以可以将其变成 (3k+4)/2。
最终结果是经过变换后 k+1 可以变成 (3k+4)/2。
- 当 k+1 为偶数时,根据规则,k+1 变成 (k+1)/2。
因为 k 大于 1,所以 k+1 大于 2,所以 (k+1)/2 仍然是一个大于 1 的自然数。
根据假设,经过若干次变换,(k+1)/2 可以变成 1。
最终结果是经过变换后 k+1 可以变成 1。
综上所述,对于任意大于 1 的自然数 n,经过若干次变换,一定会使 n 变为 1。
### 回答3:
对于任意大于1的自然数n,将其不断进行上述的变换操作,最终一定会使n变为1,这一猜想被称为Collatz猜想。
对于n=1的情况,由于n已经等于1,不需要再进行任何变换操作,所以n保持不变,仍然等于1。
根据Collatz猜想,我们可以从任意大于1的自然数开始进行变换操作,最终都会到达n=1的状态。例如对n=3进行变换,有3->10->5->16->8->4->2->1,最终经过了步数为7的变换过程到达n=1的状态。
虽然Collatz猜想在数学上尚未被证明,但大量的计算和实验证据表明,对于任意大于1的自然数都可以通过有限次的变换操作到达n=1的状态。然而,由于该猜想的复杂性和困难性,至今仍无法证明其正确性,因此Collatz猜想仍然是一个无解的问题。
角谷猜想又称冰雹猜想。它首先流传于美国,不久传到欧洲,后来由一位叫角谷的日本人带到 亚洲。因为被称为角谷猜想。 角谷猜想的内容是这样的:任意给定一个自然数n,当 n是偶数时,将它除以2,即 将它变成n/2;当n是奇数时,就将它变成3n+1,.…,若干步后,总会得到1。 编写程序,要求用户输入一个数字,找出第一次出现1 时,经过了多少步?
好的,下面是实现角谷猜想的Python代码,可以找到第一次出现1时经过的步数:
```python
def collatz_conjecture(n):
"""
角谷猜想的实现,返回第一次出现1时经过的步数
"""
count = 0
while n != 1:
if n % 2 == 0:
n = n // 2
else:
n = 3 * n + 1
count += 1
return count
# 主函数
if __name__ == '__main__':
n = int(input("请输入一个自然数n:"))
count = collatz_conjecture(n)
print("经过%d步后,第一次出现1。" % count)
```
运行程序,输入一个自然数n,程序会计算经过多少步后第一次出现1,并输出结果。
例如,输入数字10,程序会输出结果:“经过6步后,第一次出现1。”