
Домашние задания: Информатика
Выручите с информатикой!

Здесь никаких программ не нужно. Тем более, если программа приведёт к числу 1, это легко увидеть, а как понять, что она не привела? 10 минут вычислений без результата? А если он будет получен именно на 11-й минуте? В общем, программированием эта задача не решается, нужно формальное доказательство. Причём, даже если эту программу всё-таки попытаться написать, формальное доказательство всё равно потребуется для определения момента прекращения вычислений.
Попробуем его построить.
Если число x чётное, то мы будем делить его на 2, пока не получим нечётное.
А если число x нечётное, то
Рассмотрим второй, худший вариант, когда итогом операции является нечётное число, большее x. Его придётся умножать на 3:
Второй случай - худший - нужно снова рассматривать отдельно. Умножаем нечётное число на 3:
Несложно показать, что именно числа вида 2ᵗ-1 (при натуральных t) генерируют самые "плохие" чётные числа, которые при первом же делении на 2 дают нечётные, и их произведения с тройкой приводят к росту членов последовательности. Но поскольку t конечно, очередное число последовательности даст "хороший" остаток от деления на 2ᵗ⁺¹, и далее последовательность будет неизбежно убывать, пока не достигнет единицы (как показано выше, все остатки, кроме "плохих", приводят к получению строго меньших нечётных чисел, чем были ранее). Правда, это убывание может тянуться долго.
В целом, отсюда видно, что любое натуральное число соответствует гипотезе Коллатца. Странно, что на эту тему вообще развели столько шумихи, гранты этими вычислениями отмывают, что ли...
Попробуем его построить.
Если число x чётное, то мы будем делить его на 2, пока не получим нечётное.
А если число x нечётное, то
3x + 1 = 4x - (x - 1)
x mod 4 = 1 => (3x + 1) mod 4 = 0
x mod 4 = 3 => (3x + 1) mod 4 = 2
Первый вариант мы как минимум дважды делим на 2, получаем число, меньшее x.Рассмотрим второй, худший вариант, когда итогом операции является нечётное число, большее x. Его придётся умножать на 3:
3(3x + 1)/2 + 1 = (9x + 5)/2
9x mod 4 = 27 mod 4 = 3
5 mod 4 = 1
(9x + 5) mod 4 = 0
Здесь меньшего числа автоматом не получается. Рассмотрим случаи делимости на 8: x mod 8 = 3 => (9x + 5) mod 8 = 0 => (9x + 5)/8 < x
x mod 8 = 7 => (9x + 5) mod 8 = 4 => (9x + 5)/4 mod 2 = 1
Первый случай приводит нас к числу, меньшему, чем x.Второй случай - худший - нужно снова рассматривать отдельно. Умножаем нечётное число на 3:
3(9x + 5)/4 + 1 = (27x + 19)/4
(27x + 19) mod 8 = 0
(27x + 19)/8 - чётное число или нечётное, в зависимости от x mod 16 (7 или 15)
Худшим случаем здесь оказывается 15.Несложно показать, что именно числа вида 2ᵗ-1 (при натуральных t) генерируют самые "плохие" чётные числа, которые при первом же делении на 2 дают нечётные, и их произведения с тройкой приводят к росту членов последовательности. Но поскольку t конечно, очередное число последовательности даст "хороший" остаток от деления на 2ᵗ⁺¹, и далее последовательность будет неизбежно убывать, пока не достигнет единицы (как показано выше, все остатки, кроме "плохих", приводят к получению строго меньших нечётных чисел, чем были ранее). Правда, это убывание может тянуться долго.
В целом, отсюда видно, что любое натуральное число соответствует гипотезе Коллатца. Странно, что на эту тему вообще развели столько шумихи, гранты этими вычислениями отмывают, что ли...
Отправьте, пожалуйста, текстом, а не изображением.
Например, придумаем число и применим к нему действия: если число четное, то делим его на 2, иначе умножаем его на 3 и прибавляем 1. Утверждается, что какое-бы число не использовали, то придем к 1. Простая формулировка гипотезы! И Оби-Ван решил проверить гипотезу. Необходимо составить программу, которая будет перебирать все числа в диапазоне он n до m и, возможно, найдется число, для которого гипотеза не выполняется.