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角谷猜想

2014-02-14

数学教学通讯·初中版 2014年1期
关键词:越积越积雨云小水滴

“角谷猜想”又称“冰雹猜想”. 它首先流传于美国,不久便传到欧洲,后来一位名叫角谷的日本人又把它带到亚洲,因而人们就顺势把它叫做“角谷猜想”. 其实,叫它“冰雹猜想”更形象,也更恰当.

为什么叫它“冰雹猜想”呢?顾名思义,这首先要从自然现象——冰雹的形成谈起. 冰雹来自对流特别旺盛的对流云(积雨云). 云中的上升气流要比一般雷雨云强,小冰雹是小水滴在高空中受到上升气流的推动,在云层中忽上忽下,越积越大并形成冰,最后突然落下来,变成冰雹.

“冰雹猜想”就有这样的意思,它算来算去,数字上上下下,最后一下子像冰雹似地掉下来,变成一个数字“1”.

这个数学猜想的通俗说法是这样的:

任意给一个自然数N,如果它是偶数,就将它除以2,即将它变成■;如果它是奇数,就将它乘以3再加上1,即变成3N+1. 对任意的一个自然数施行这种演算手续,经过有限步骤后,最后结果必然是自然数1.

对这个猜想,你不妨任意挑几个数来试一试.

若N=9,则9×3+1=28,28÷2=14, 14÷2=7,7×3+1=22,22÷2=11,11×3+1=34,34÷2=17,17×3+1=52,52÷2=26, 26÷2=13,13×3+1=40,40÷2=20,20÷2=10,10÷2=5,5×3+1=16,16÷2=8,8÷2=4,4÷2=2,2÷2=1.

你看,经过19个回合(这叫“路径长度”),最后变成了“1”.

有一点更值得注意,假如N是2的正整数方幂,则不论这个数字多么庞大,它将“一落千丈”,很快地跌落到1. 例如N=65536=216.

则有65536→32768→16384→8192→4096→2048→1024→512→256→128→64→32→16→8→4→2→1.

你看,它的路径长度为16,比9的还要小些.

我们说“1”是变化的最终结果,其实不过是一种方便的说法. 严格地讲,应当是它最后进入了“1→4→2→1”的循环圈. ■endprint

“角谷猜想”又称“冰雹猜想”. 它首先流传于美国,不久便传到欧洲,后来一位名叫角谷的日本人又把它带到亚洲,因而人们就顺势把它叫做“角谷猜想”. 其实,叫它“冰雹猜想”更形象,也更恰当.

为什么叫它“冰雹猜想”呢?顾名思义,这首先要从自然现象——冰雹的形成谈起. 冰雹来自对流特别旺盛的对流云(积雨云). 云中的上升气流要比一般雷雨云强,小冰雹是小水滴在高空中受到上升气流的推动,在云层中忽上忽下,越积越大并形成冰,最后突然落下来,变成冰雹.

“冰雹猜想”就有这样的意思,它算来算去,数字上上下下,最后一下子像冰雹似地掉下来,变成一个数字“1”.

这个数学猜想的通俗说法是这样的:

任意给一个自然数N,如果它是偶数,就将它除以2,即将它变成■;如果它是奇数,就将它乘以3再加上1,即变成3N+1. 对任意的一个自然数施行这种演算手续,经过有限步骤后,最后结果必然是自然数1.

对这个猜想,你不妨任意挑几个数来试一试.

若N=9,则9×3+1=28,28÷2=14, 14÷2=7,7×3+1=22,22÷2=11,11×3+1=34,34÷2=17,17×3+1=52,52÷2=26, 26÷2=13,13×3+1=40,40÷2=20,20÷2=10,10÷2=5,5×3+1=16,16÷2=8,8÷2=4,4÷2=2,2÷2=1.

你看,经过19个回合(这叫“路径长度”),最后变成了“1”.

有一点更值得注意,假如N是2的正整数方幂,则不论这个数字多么庞大,它将“一落千丈”,很快地跌落到1. 例如N=65536=216.

则有65536→32768→16384→8192→4096→2048→1024→512→256→128→64→32→16→8→4→2→1.

你看,它的路径长度为16,比9的还要小些.

我们说“1”是变化的最终结果,其实不过是一种方便的说法. 严格地讲,应当是它最后进入了“1→4→2→1”的循环圈. ■endprint

“角谷猜想”又称“冰雹猜想”. 它首先流传于美国,不久便传到欧洲,后来一位名叫角谷的日本人又把它带到亚洲,因而人们就顺势把它叫做“角谷猜想”. 其实,叫它“冰雹猜想”更形象,也更恰当.

为什么叫它“冰雹猜想”呢?顾名思义,这首先要从自然现象——冰雹的形成谈起. 冰雹来自对流特别旺盛的对流云(积雨云). 云中的上升气流要比一般雷雨云强,小冰雹是小水滴在高空中受到上升气流的推动,在云层中忽上忽下,越积越大并形成冰,最后突然落下来,变成冰雹.

“冰雹猜想”就有这样的意思,它算来算去,数字上上下下,最后一下子像冰雹似地掉下来,变成一个数字“1”.

这个数学猜想的通俗说法是这样的:

任意给一个自然数N,如果它是偶数,就将它除以2,即将它变成■;如果它是奇数,就将它乘以3再加上1,即变成3N+1. 对任意的一个自然数施行这种演算手续,经过有限步骤后,最后结果必然是自然数1.

对这个猜想,你不妨任意挑几个数来试一试.

若N=9,则9×3+1=28,28÷2=14, 14÷2=7,7×3+1=22,22÷2=11,11×3+1=34,34÷2=17,17×3+1=52,52÷2=26, 26÷2=13,13×3+1=40,40÷2=20,20÷2=10,10÷2=5,5×3+1=16,16÷2=8,8÷2=4,4÷2=2,2÷2=1.

你看,经过19个回合(这叫“路径长度”),最后变成了“1”.

有一点更值得注意,假如N是2的正整数方幂,则不论这个数字多么庞大,它将“一落千丈”,很快地跌落到1. 例如N=65536=216.

则有65536→32768→16384→8192→4096→2048→1024→512→256→128→64→32→16→8→4→2→1.

你看,它的路径长度为16,比9的还要小些.

我们说“1”是变化的最终结果,其实不过是一种方便的说法. 严格地讲,应当是它最后进入了“1→4→2→1”的循环圈. ■endprint

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