¿Cómo haríamos para resolver la conjetura de Collatz?

Solo por diversión, porque nadie ha respondido, y hablando estrictamente por mí mismo, estas son mis cuatro partes para una solución:

Parte 1: Collatz y Congruencia

Defina una función para cualquier [matemática] 3n + x [/ matemática] que genere un superconjunto adecuado de los números impares:

[matemáticas] f (n) = \ begin {cases} n + \ frac {n + x} {2} & \ mbox {if} n + x \ equiv 0 \ mbox {(mod} 4) \\ n- \ frac {nx} {4} & \ mbox {if} nx \ equiv 0 \ mbox {(mod} 8) \\ \ frac {n- \ frac {n + x} {2}} {2} & \ mbox {de lo contrario } \ end {casos} [/ math]

(Para [matemática] 3n + 1 [/ matemática], [matemática] x [/ matemática] siempre es igual a [matemática] 1 [/ matemática].)

Muestre que cada clase de congruencia ([matemáticas] a, b, c [/ matemáticas]) tiene su propia operación consistente:

( a ) Si [matemática] n + x [/ matemática] es divisible por [matemática] 4 [/ matemática], multiplique por [matemática] 1.5 [/ matemática], reste [matemática] x [/ matemática]
( b ) si [math] nx [/ math] es divisible por [math] 8 [/ math], multiplique por [math] 0.75 [/ math], agregue [math] x [/ math]
( c ) Si no, multiplica [matemáticas] nx [/ matemáticas] por [matemáticas] 0.25 [/ matemáticas]

Parte 2: ¿Cómo funciona un ciclo de secuencia?

Muestre que cada [matemática] 3n + x [/ matemática] (conjetura del tipo Collatz) contiene un bucle de entrada-salida para [matemática] n = x [/ matemática] (donde [matemática] n [/ matemática] es impar). El giro es que esto incluye [matemáticas] x = 1 [/ matemáticas].

Muestre que los ciclos complejos solo pueden ocurrir si [matemática] x> 1 [/ matemática] y [matemática] a \ equiv x [/ matemática] mod [matemática] c [/ matemática].

Parte 3: La insignificancia de la uniformidad

Muestre que los números pares son una interpolación entre los números de la secuencia impar. Formalice la dependencia (o subfunción) de los números pares en los números impares.

Parte 4: exponentes de 2 y tiempo de detención finito

Dado que la tasa de rendimiento es probabilísticamente: [matemática] 1.5 * 1.5 * 0.75 * 0.25 [/ matemática], demuestre que los exponentes de [matemática] 2 [/ matemática] para [matemática] x + 1 [/ matemática] y [matemática ] x-1 [/ math] prueba que las clases de congruencia deben alternar con suficiente frecuencia para quemar [math] 1 [/ math]. Ellas hacen.

Buena pregunta, que muchas personas se han preguntado durante los últimos años y décadas.

Si hubiera una nueva idea de cómo podría probarse, estoy seguro de que ya habríamos visto una prueba.

Se trata de un sistema dinámico discreto. Los sistemas dinámicos tienen la extraña propiedad de que incluso reglas muy simples pueden crear una enorme riqueza de caos y complejidad. El atractor de Lorentz o los conjuntos de Mandelbroit o Julia son ejemplos.

Si tuviera que dar un consejo: estudiar sistemas dinámicos, discretos y continuos, además de algunos de los trabajos de John Conway (que siempre es una buena idea, ya que es una de las mentes más brillantes y creativas en matemáticas).

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