Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 21. 07. 2012 20:12 — Editoval liamlim (21. 07. 2012 21:05)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

rozklad

zdravím všechny matematiky

někde jsem se dozvěděl o jednom rozkladu, už nevím jak byl pojmenovaný.

ten rozklad fungoval tak, že u libovolného čísla, řekněme $a$ se určilo, jestli je sudé, nebo liché. jestliže bylo liché, další člen v řadě měl velikost $3a+1$ , jestliže bylo sudé, pak $\frac{a}{2}$ . s tímto číslem se provedlo to samé, atd. až dokud jsme neměli jedničku. například pro a=7 by rozklad byl takový:

7;22;11;34;17;52;26;13;40;20;10;5;16;8;4;2;1.

Ten rozklad se mi moc libil, navíc když jsem viděl, že se někomu povedlo dokázat že pro libovolné přirozené číslo se na tu jedničku dostaneme... na papíře jsem si ho počítal u každého čísla, vypadalo to docela rozumně, všechny členy měli kolem dvaceti členů, a byl jsem spokojený. až u čísla 27 jsem počítání na papíře vzdal (teď už umím trochu programovat tak jsem zjistil že má 112 členů! ).

to není ale to nejzajímavější, na co jsem přišel, napsal jsem si program, který mi u každého čísla v zadaném intervalu určí, kolik má jeho rozklad členů (bere čísla do 300000). A když jsem si prohlížel řádky, existuje zde zvláštní pravidlo. už od malých čísel platí, že se objevují dvě po sobě jdoucí čísla, která mají stejný počet členů. například: 12;13 (10 členů)   14;15(18)   18;19(21)   20;21(8)  22;23(16)  28;29;30(19). je to velmi časté, myslel jsem že je to náhoda. zadal jsem ale trochu vyšší čísla, a v podstatě jsem nezaznamenal číslo, pro které by o jedna větší nebo menší číslo nemľo stejný počet členů. například pětice: 299952;...;29957 mají všechny shodně 159 členů. dost velká náhoda nemyslíte? nebo ne? co myslíte že tam může být za souvislost, já naprosto nechápu. vím že je to blbost.. ale nějaké pravidlo tam být MUSÍ. škoda že nevím jak sem vkládat obrázky, bych sem vložil kód, jestli jej mám správně napsaný a také nějaké výstupy.

jestli někdo poznáte tento rozklad, prosím abyste napsali jméno, protože ho nemůžu už najít, zapomněl sem ho. také jestli budete mít nějaký nápad, jak toto může fungovat, můžete jej sdělit.


edit: jak zmiňoval stýv, tento problém se jmenuje Collatzova domněnka

Offline

 

#2 21. 07. 2012 20:18 — Editoval liamlim (21. 07. 2012 21:29)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: rozklad

↑ liamlim:

omlouvám se že komentuju vlastní prispevek nechtel sem editovat protoze je uz tak dost dlouhy rozhodne nechci sbirat prispevky, at si nekdo nemysli... jen sem chtel pro uplnost dodat ten kod, jestli ho nekdo muze zkontrolovat. ja vim je moc jednoduchy, ale ja sem teprve zacatecnik... ten kod vypada takto:


# include <stdio.h>             
# define MIN  1                      // zde dosadite dolni cislo intervalu
# define MAX  100                 // zde dosadite horni cislo intervalu
int rozklad(int x);
int main()
{
    int a = MIN;                    // do a ulozime hodnotu min
    while(a<=MAX)               // dokud a je mensi nebo rovno max, provadime telo cyklu
    {
        printf("\n%d: %d",a,rozklad(a));          // napis, kolik clenu ma vysledek funkce rozklad pro a
        a++;                                                  // zvetsi a o jednicku a vrat se k podmince cyklu
    }
    getch();                                             // kvuli cteni z IDE
}
int rozklad(int x)                             // funkce rozklad pro x
{
    int b = 1;                                // pomocna promena b, do ktere ulozime pocet clenu
    while(x > 1)                          // dokud je b vetsi jak jedna delame cyklus
    {
        if(x%2==0)                      // kdyz zbytek po deleni dvema je nula, vydelime x dvema
        {
            x /= 2;
            b++;                      // citac clenu se musi zvetsit o jedna...
        }
        else                           // v opacnem pripade (cislo je liche)
        {
            x = 3*x + 1;          // vynasobime x tremi a pricteme jednicku
            b++;                // citac clenu zvetsime o jedna
        }
    }
    return b;              // funkce vrati hodnotu citace (tedy pocet clenu)
}


edit: já vážně teprve začínám programovat, a nevím, jak bych měl nastavit, aby program normálně prošel čísla až po MAX a našel úsek nejvíce po sobě jdoucích čísel, která mají stejný počet členů. na nic jsem nepřišel i když se o to pokouším. za případnou pomoc bych byl moc rád...

Offline

 

#3 21. 07. 2012 20:40

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5691
Reputace:   215 
Web
 

Re: rozklad

Offline

 

#4 21. 07. 2012 20:54 — Editoval liamlim (21. 07. 2012 20:56)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: rozklad

já si jsem jistý že jsem to někde četl. i když má znalost angličtiny není nijak dobrá, to uznávám, možná jsem to špatně přečetl. děkuji za odkaz, i když na wikipedii. ověřoval jsem teď pomocí počítače, bohužel jenom pro prvních 300000 čísel ale to tvrzení platí. vážně zkusím, když už vím název ten článek najít...

důkaz si můžete projít: http://preprint.math.uni-hamburg.de/pub … 011-09.pdf

Offline

 

#5 21. 07. 2012 22:08

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5691
Reputace:   215 
Web
 

Re: rozklad

Author's note:
The reasoning on p. 11, that "The set of all vertices (2n, l) in all levels will
contain all even numbers $2n\geq  6$ exactly once." has turned out to be incomplete.
Thus, the statement "that the Collatz conjecture is true" has to be withdrawn,
at least temporarily.
June 17, 2011

Offline

 

#6 21. 07. 2012 22:20 — Editoval liamlim (23. 07. 2012 23:24)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: rozklad

ano, uznávám, této části jsem si nevšiml. já jak vidím anglický text který podle prvního pohledu může vypadat slibně.. tentokrát jsem se unáhlil. i tak ale myslím si, že řešit jestli je to pravda nebo ne není naším cílem, já sem se podivoval nad úplně jinými věcmi, mě se Collatzova domněnka docela líbí a chci s ní ještě chvíli něco zkoušet. já jsem si byl až moc jistý že je to pravda.. to je vše.

edit: nechci pořád psát nové příspěvky, proto raději edituji ty, co jsem již napsal. podařilo se mi dokázat takové jednoduché tvrzení, můžete zkusit. Tomu rozkladu budu dále říkat Collatzův rozklad. Asi se mi povedlo částečně odvodit, proč ty po sobě jdoucí dvojice. např:

20;10;5;16;8;4;2;1   (8 členů)
21;64;32;16;8;4;2;1   (8 členů)

Jednuduše proto, protože každé číslo ve tvaru 8k+4 má stejný počet členů jako číslo ve tvaru 8k+5. Dokázat je to velmi jednoduché...

teď se budu pokoušet odvodit proč se z těch dvojic stávají trojice, atd. popřípadě jestli existuje libovolné množství  po sobě jdoucích čísel, která mají stejný počet členů.

Offline

 

#7 26. 07. 2012 15:45 — Editoval liamlim (26. 07. 2012 17:41)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: rozklad

zdravím všechny. když už jsem zde tento příspěvek vložil, bylo by dobré kdybych se podělil o to, na co jsem zatím přišel. (Minimálně pro mě motivace abych se ještě snažil..). Takže.. můj program sem upravil tak, aby v zadaném intervalu hledal číslo, pro něž má co nejvíc následujících čísel stejný počet členů. Můj program bohužel nepobral více jak 175000 čísel.. ale i tak jsou zde zajímavé výsledky. mezi těmito čísly je nejzajímavějších 25 po sobě jdoucích čísel 57346 až 57370, která, když bychom výše popsaným způsobem rozkládali, v každém rozkladu bychom měli přesně 79 čísel. můžete si to ověřit v excelu následujícím postupem:

1. zadáte číslo 57346 do buňky A1, číslo 57347 do A2. Označíte obě buňky a táhnete doprava až k buňce Y1

2. Kliknete na buňku A2  vložíte do ní tento kód: =KDYŽ(MOD(A1;2)=0;A1/2;A1*3+1)
3. kliknete na černý čtvereček a táhnete směrem dolů až k buňce A79
4. označíte buňky A2 až A79, kliknete na černý čtvereček a táhnete až ke sloupci Y.
5. podívejte se na řádek 79, všechny rozklady končí číslem 1, techto 25  cisel to je minimálně do 175000 nejdelší řada.

mimochodem, dokázal jsem, že tyto po sobě jdoucí dvojice mají vždy stejný počet členů:

  8k+ 4;  8k+ 5        pro >0
16k+ 2; 16k+ 3      pro >0
32k+ 5; 32k+ 6      pro >0
32k+22; 32k+23
64k+14; 64k+15
64k+45; 64k+46
128k+29;128k+30
128k+49;128k+50
128k+94;128k+95
256k+62;256k+63

asi tam nějak figuruje mocnina dvou, ještě budu trochu pátrat

edit: na nekterych pocitacich musi byt misto KDYZ napsano IF

Offline

 

#8 26. 07. 2012 17:30

thriller
Moderátor
Místo: Libush
Příspěvky: 947
Reputace:   24 
 

Re: rozklad

Zdravím. Pokračuj dál, je to velice zajímavé a poučné. Takové hry s čísly se mi líbí.


100*0>0 aneb stokrát nic umořilo osla

Offline

 

#9 26. 07. 2012 19:40 — Editoval liamlim (26. 07. 2012 19:49)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: rozklad

↑ thriller:

děkuji za povzbuzení. a další motivaci. rozhodně je hodně zábavné vybrat si jeden, ne třeba moc podstatný problém a prohledávat ho.

to proč píšu.. nějak se mi povedlo odstranit z meho programu jednu cast co program strasne brzdila. ted mi bere cisla hodne velka. Nastavil sem to na odklikavani, at si muzu zapsat mezivýsledky. proste vzdy najde program nejakou tu zajimavou hodnotu, napise ji, ja se zaraduju, napisu mezivysledek a zase cekam nez najde druhou. V rámci šetření programu jsem vynechal část, která mi oznámuje, kolik členů že rozkady všech těchto Čísel mají. tady je soubor tech zajimavych hodnot od 57346, kde je 25 za sebou jdoucich cisel a o kterem sem se zminoval:

252 548 :                   27 za sebou jdoucich zajimavych cisel
331 778 :                   29 za sebou jdoucich zajimavych cisel
524 289 :                   30 za sebou jdoucich zajimavych cisel
596 310 :                   40 za sebou jdoucich zajimavych cisel
2 886 352 :                41 za sebou jdoucich cisel (to chvilku trvalo nez sem se dockal)
3 247 146 :                47 za sebou jdoucich cisel
3 264 428 :                52 za sebou jdoucich cisel
4 585 418 :                54 za sebou jdoucich cisel
5 158 596 :                60 za sebou jdoucich cisel
5 772 712 :                65 za sebou jdoucich cisel

vyuzival jsem promennou, ktera vzdy jak nasla vyssi cislo, nez jakou mela znovu hodnotu, tak se na tuto hodnotu zmenila, napsala ji, zasekla program, a ja ji mohl v klidu napsat a enterem rict at pokracuje. oproti predchozimu programu kdy sem ho nutil vypisovat vsechny hodnoty (proto jich zvladl tak malo) navic bez zaseknuti, to je docela rozdil. sem zvedavy jestli zvladne jeste vetsi cisla, jak najdu maximum tohoto porgramu tak napisu i kolik clenu ma jeho rozklad

edit: nasel jsem cislo 24 455 681 ktere je prvni z 96 po sobe jdoucich cisel jejichz rozklad je stejne dlouhy, čekám už docela dlouho jestli nejde další nebo už sem našel limit.

Offline

 

#10 10. 06. 2014 09:37 — Editoval liamlim (10. 06. 2014 09:45)

liamlim
Příspěvky: 220
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: rozklad

po delsi dobe jsem si vzpomnel na collatzovu domnenku a na neco jsem asi prisel.

pokud uvazujeme ze collatzova domnenka je neplatna pak musi existovat nejmensi $m$ takove ze se uvedenym postupem nedostaneme k 1.

zaroven si urcime funkci $f(n)$ pro kterou plati ze urcuje pocet nasobeni v rozkladu do te doby dokud vysledne cislo je mensi jak $n$. uvedu priklad.

protoze 7 - 22 - 11 - 34 - 17 - 52 - 26 - 13 - 40 - 20 - 10 - 5 protoze 5 je mensi nebo rovno 7, rozklad koncim a pocitam pocet nasobeni. nasobil jsem 4 krat. proto $f(7)= 4$.  snad je jiz funkce f jasna... uvedu na co jsem prisel

$ 2^{\lceil f(a)\cdot\log_2 3\rceil}\cdot k + a \ne m$ pro libovolne prirozene $k$

neni to zajimave? me se zda ze ano

edit: nalezena mensi chyba. opravim jak budu doma

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson