數字黑洞 6174——直到現在,數學家們仍然沒有證明,你敢試試?

數字黑洞 6174——直到現在,數學家們仍然沒有證明,你敢試試?

任意選一個四位數(數字不能全相同),把所有數字從大到小排列,再把所有數字從小到大排列,用前者減去後者得到一個新的數。重複對新得到的數進行上述操作,7 步以內必然會得到 6174。

例如,選擇四位數 6767:

7766 - 6677 = 1089

9810 - 0189 = 9621

9621 - 1269 = 8352

8532 - 2358 = 6174

7641 - 1467 = 6174

……

6174 這個“黑洞”就叫做 Kaprekar 常數。對於三位數,也有一個數字黑洞——495。

3x + 1 問題

從任意一個正整數開始,重複對其進行下面的操作:如果這個數是偶數,把它除以 2 ;如果這個數是奇數,則把它擴大到原來的 3 倍後再加 1 。你會發現,序列最終總會變成 4, 2, 1, 4, 2, 1, … 的循環。

例如,所選的數是 67,根據上面的規則可以依次得到:

67, 202, 101, 304, 152, 76, 38, 19, 58, 29, 88, 44, 22, 11, 34, 17,

52, 26, 13, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1, 4, 2, 1, ...

數學家們試了很多數,沒有一個能逃脫“421 陷阱”。但是,是否對於 所有 的數,序列最終總會變成 4, 2, 1 循環呢?

這個問題可以說是一個“坑”——乍看之下,問題非常簡單,突破口很多,於是數學家們紛紛往裡面跳;殊不知進去容易出去難,不少數學家到死都沒把這個問題搞出來。已經中招的數學家不計其數,這可以從 3x + 1 問題的各種別名看出來: 3x + 1 問題又叫 Collatz 猜想、 Syracuse 問題、 Kakutani 問題、 Hasse 算法、 Ulam 問題等等。後來,由於命名爭議太大,乾脆讓誰都不沾光,直接叫做 3x + 1 問題算了。

直到現在,數學家們仍然沒有證明,這個規律對於所有的數都成立。


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