¿Se puede demostrar que es imposible volver a un entero inicial mayor que uno si aplica un algoritmo de multiplicar por tres y agregar uno cuando es impar y dividir por dos si es par?

Aparte del bucle trivial, parece imposible cuando se considera la combinación de números pares e impares. Sin embargo, solo es necesario mostrar que un bucle es imposible para que los números pares o impares demuestren que las secuencias [matemáticas] 3n + 1 [/ matemáticas] no pueden ser recursivas. Resulta que hay una simplificación drástica pero precisa que puede hacer para los números impares *:

(1) Si [math] n + 1 [/ math] es divisible por [math] 4 [/ math], multiplíquelo por [math] \ frac {3} {2} [/ math], reste [math] 1 [/matemáticas]
(2) si [matemática] n-1 [/ matemática] es divisible por [matemática] 8 [/ matemática], multiplíquela por [matemática] \ frac {3} {4} [/ matemática], agregue [matemática] 1 [/matemáticas]
(3) De lo contrario, multiplique [matemáticas] n-1 [/ matemáticas] por [matemáticas] \ frac {1} {4} [/ matemáticas]

Observe que [matemáticas] 3n + 1 [/ matemáticas] no es la pregunta ahora. Es [matemáticas] n + 1 [/ matemáticas] y [matemáticas] n-1 [/ matemáticas]. Quizás esto sea más fácil de probar …

* Un superconjunto adecuado de ellos.

Cambiemos la pregunta a “¿es posible probar …” en su lugar, ya que es más fácil probar algo posible que imposible.

Sí, y es sorprendentemente fácil de probar también. Entonces, tenemos estas declaraciones:

if [math] n_1 = even \ rightarrow n_2 = \ frac {n_1} {2} [/ math]

if [math] n_1 = impar \ rightarrow n_2 = 3n_1 + 1 [/ math]

Si comenzamos con los números del 1 al 5 obtenemos estos resultados:

[matemática] 1 [/ matemática] [matemática] 4 [/ matemática] [matemática] 2 [/ matemática] [matemática] 1… [/ matemática]

[matemática] 2 [/ matemática] [matemática] 1 [/ matemática] [matemática] 4 [/ matemática] [matemática] 2… [/ matemática]

[matemática] 3 [/ matemática] [matemática] 10 [/ matemática] [matemática] 5 [/ matemática] [matemática] 16 [/ matemática] [matemática] 8 [/ matemática] [matemática] 4 [/ matemática] [matemática ] 2 [/ matemáticas] [matemáticas] 1 [/ matemáticas] [matemáticas] 4 [/ matemáticas] [matemáticas] 2 [/ matemáticas] [matemáticas] 1… [/ matemáticas]

[matemática] 4 [/ matemática] [matemática] 2 [/ matemática] [matemática] 1 [/ matemática] [matemática] 4… [/ matemática]

[matemática] 5 [/ matemática] [matemática] 16 [/ matemática] [matemática] 8 [/ matemática] [matemática] 4 [/ matemática] [matemática] 2 [/ matemática] [matemática] 1 [/ matemática] [matemática ] 4 [/ matemáticas] [matemáticas] 2 [/ matemáticas] [matemáticas] 1… [/ matemáticas]

Entonces, como podemos ver, ya en [matemáticas] 1 [/ matemáticas] nuestra teoría está probada, lo mismo con [matemáticas] 2 [/ matemáticas] y [matemáticas] 4 [/ matemáticas]. [matemáticas] 3 [/ matemáticas] y [matemáticas] 5 [/ matemáticas] obviamente no funciona ya que son números primos.

La respuesta de Dave Buchfuhrer es correcta: claramente 1 satisface este criterio, pero eso no significa que su pregunta no sea interesante.

La secuencia que está describiendo se llama secuencia de granizo y tiene una conjetura interesante llamada conjetura de Collatz que establece que todas las secuencias de granizo irán a una. Pero nadie ha podido probarlo y se considera un problema extremadamente difícil. Paul Erdos ofreció una recompensa por su solución.

Utilizando una hoja de cálculo de Excel, me he demostrado a mí mismo que, independientemente de todos los números ingresados, hasta ahora, hay un número máximo que, una vez alcanzado, dará como resultado “retroceder” a “1”.

Por ejemplo, quince enteros por debajo de 100: 27, 31, 41, 47, 55, 62, 63, 71, 73, 82, 91, 94, 95 y 97 TODOS alcanzarán una cifra máxima de exactamente 9,232 antes de retroceder a “1 . ”Otros números retrocederán comenzando con un máximo menor. Haber ingresado números para un rango de 50 números consecutivos, comenzando hasta diez millones y todos retrocediendo, en algún lugar antes de llegar a 500 iteraciones.

Un ejemplo de una falla, que no tengo, probaría que no es posible para números MUY especiales, si los hay.

Muy interesante problema!

Si comienzas con 1, lo multiplicarás por 3 y sumarás 1 para obtener 4. Luego dividirás entre 2 para obtener 2, luego dividirás entre 2 para obtener 1, regresando al número inicial. Como esto es posible, no puedes probar que es imposible.