关于3X+1问题的证明

马路人群

关于3X+1问题的证明
: A3 B. B  k! I: C6 y$ K( dQQ：784177725
邮箱：yangtiansheng68@sina.com
9 X4 X, y) `  X+ ]8 h& H8 A摘要：1、对于任意一个自然数n，如果n满足“n是偶数,就用2来除,如果还是偶数,则还除以2;到得到奇数时,就将它乘以3再加上1,这样又变为偶数,再除以2,不断运算下去,经过有限步运算后总会得出1”，我们就说自然数n满足科拉兹回归，记为y（n）；
2、对于形如2∧n（n≥1，n为整数）的数，称为绝对偶数；
0 [, m2 I" ^8 ?% @# v  O, `3 j" a, H3、任一给定的自然数n都满足科拉兹回归。
主要方法：数学归纳法   列举法
; h3 H  B* k. N* d' P) l关键词：科拉兹回归  偶（奇）数降（升）幂展开式  完美偶（奇）数   绝对偶数  
正文：
3x+1问题是说:对于任一给定的自然数,连续进行如下的运算:如果它是偶数,就除以2,如果还是偶数,则继续除以2;当得到奇数时,将它乘以3再加上1,这样又变为偶数,再除以2,不断运算下去,经过有限步运算后总会得出1。这也称角谷猜想或科拉兹猜想。这个问题从二十世纪提出以来，至今尚未解决。但它究竟是不是正确呢？本文给出了肯定的回答。
5 j% h: J& h: e定义1、我们规定对于任意一个自然数n（本文提到的奇偶数均指自然数，下同），把如果n是偶数,就除以2,如果还是偶数,则继续除以2;当得出一奇数时,就将它乘以3再加上1,这样又变为偶数,再除以2,称这种运算为科拉兹运算，这样不断运算下去,如果经过有限步运算后会得出1，我们就说自然数n满足科拉兹回归，记作为y（n）。
' K1 P& Q0 x6 T3 H5 {定义2、所有的偶数、奇数均可写成下列形式：
2∧n+2∧（n-1）+…+2∧3+2∧2+2 （偶数）①
上述各项依次称为n次项、n-1次项…3次项，2次项、1次项，①式称为偶数降幂展开式，反之称为偶数升幂展开式。
2 G, v* l8 b( L( e9 Z2∧n+2∧（n-1）+…+2∧3+2∧2+2+2∧0 （奇数）②
上述各项依次称为n次项、n-1次项…3次项，2次项、1次项、0次项，②式称为奇数降幂展开式，反之称为奇数升幂展开式。
! A. [& B, m* t% r对某一个固定的奇数或偶数，偶数（奇数）的降（升）幂展开式是唯一的，其中可能包含通项中所有的项，也可能只包含通项中的一项或几项，偶数（奇数）展开式中所包含的项称为这个偶数（奇数）的必备项，不包含的项称为缺省项。例如对于偶数12，3次项和2次项就是必备项，1次项是缺省项；对于偶数146， 7次项、4次项和1次项就是必备项，6次项、5次项、3次项、2次项是缺省项。
/ W1 s) h3 M$ a( {! s6 n1 Q0 c2 {定义3、一个偶数的展开式只含有n(n为整数，n≥1)次项时，称这个偶数为绝对偶数。
# j. ?* s" Q( H# `+ H4 h7 s例如2、4、8、16……等都是绝对偶数。根据科拉兹回归的定义，容易理解绝对偶数满足科拉兹回归。
1 o5 ^, r: G9 Q& E定义4、在自然数中，比绝对偶数小1的数叫完美奇数（如3、7、15、31、63等均为完美奇数），梅森素数是完美奇数中的一个特例。比绝对偶数小2的数叫完美偶数（如2、6、14、30、62等均为完美偶数）。显然，完美奇数和完美偶数的个数相等。
之所以称其为完美奇（偶）数，是因为他们的降幂展开式中没有缺省项。根据定义，完美奇数可以写成2∧n-1的形式，完美偶数可以写成2∧n-2的形式。
' q6 a3 e  y5 {; x% {6 L定理：对于任意自然数n,有：
/ E  d% c6 q8 [8 g6 @  t5 g; k) m1、不大于n的自然数均满足科拉兹回归；
2、对于任意两个自然数a、b（a≥1），若满足a＜b≤n，且y(a)、y(b)分别成立，则y(a+b)成立；
3、任意给定自然数p（p＞n）,当y(p)成立时，对于自然数a（a≤n），若y(a)成立，则y(a+p)也成立。
4 }, X0 V5 u5 ?& p2 @证明：（1）、给定自然数2，容易验证，不大于2的自然数均满足科拉兹回归，且两两之和也满足科拉兹回归；对任意给定一个大于2的自然数p，当y(p)成立时，不大于2的自然数与它的和也满足科拉兹回归。同样可以验证给定3、4、5……等的情形。
（2）、假设当n=k时，上述定理成立，即所有小于等于k的自然数均满足科拉兹回归、两两之和也满足科拉兹回归、且任意给定一个大于k且满足科拉兹回归的自然数p,所有不大于k的自然数与它的和均满足科拉兹回归，那么显然有：
- ]2 Q# T$ S' n* Py(k+1)
' y+ G3 M2 {9 u- H( A$ ^y(k+2)
……
7 f+ s! O! c+ [y(2k-1)
! j8 K8 O9 b9 P; J7 }, k3 vy(2k)
$ `$ p  R4 S8 b+ j) K7 k* N3 }即所有不大于2k的自然数均满足科拉兹回归。
! Y3 t2 s" A. A! x5 s/ h/ q1 A' l当n=k+1时，有不大于k+1的自然数满足科拉兹回归（据假设已证），且
, h' q6 N0 n' I, Q. C: X: D2 e9 e: ~% Ly(1+k+1)、y(2+k+1)……y(k-2+k+1)均成立。
对于k+（k+1）有：
∵y(2k)成立、 y(1)成立
) w* Q4 f4 V: M5 l∴y（2k+1）= y（k+k+1）成立
" K. X6 a* ?# u$ _5 U0 A2 C而y(k+1)成立
& x: t( R# d0 n) }# U- e∴y（2k+2）成立
% @& T7 O4 a7 m* b* d) R2 Q即所有不大于k+1的自然数两两之和也满足科拉兹回归。
任意给定一个自然数p(k+1＜p)，若y（p）成立
根据假设有y（1+p）、y（2+p）……y（k+p）成立。
∵y（k+p）成立、 y(1)成立
* s8 \, O: J( K$ P; @* s∴y（1+k+p）成立
即y（1+k+p）成立
. M5 X: x1 i; j: d; s% k( E: X综合（1）、（2），由k的任意性可知，对于任意自然数n,有：
1、不大于n的自然数均满足科拉兹回归；
2、对于任意两个自然数a、b（a≥1），若满足a＜b≤n，且y(a)、y(b)分别成立，则y(a+b)成立；
3、任意给定自然数p（p＞n）,当y(p)成立时，对于自然数a（a≤n），若y(a)成立，则y(a+p)也成立。
推论：所有自然数满足科拉兹回归。
* n+ Z5 i: U8 Z: M' s1 n. M因为y(1)成立，y(2)成立，故y(1+2)成立……，如此不断继续下去得所有自然数满足科拉兹回归。

" q; f" Q. k) p" P+ Z0 {6 g

马路人群

科拉兹回归  偶（奇）数降（升）幂展开式  完美偶（奇）数   绝对偶数  
都是新概念，但很好理解

马路人群

对于任意一个自然数n，如果n满足“n是偶数,就用2来除,如果还是偶数,则还除以2;到得到奇数时,就将它乘以3再加上1,这样又变为偶数,再除以2,不断运算下去,经过有限步运算后总会得出1”，我们就说自然数n满足科拉兹回归，记为y（n）；

马路人群

已知a,b,c为正整数，今天为星期天，那么a∧b∧c是星期几？

马路人群

一个奇数乘以3加上1，完全能变成偶数。但这个偶数除以2能否变成奇数却要满足一定的条件。

马路人群

请多指教。

马路人群

对于形如2∧n（n≥1，n为整数）的数，称为绝对偶数

马路人群

感谢关注！

drtdxdy

1）、给定自然数2，容易验证，不大于2的自然数均满足科拉兹回归，且两两之和也满足科拉兹回归；对任意给定一个大于2的自然数p，当y(p)成立时，不大于2的自然数与它的和也满足科拉兹回归。同样可以验证给定3、4、5……等的情形。
这一句有极大的漏洞，如果你果真验证了这一句话，那么就不需要后面那些琐碎的证明，因为如果如你所说只要y(p)满足科拉兹回归就因为y(1+p)=y(1)+y(p)使得y(1+p)也成立，那么就直接可由y(1)和y(2)满足科拉兹回归即可推出所有自然数满足科拉兹回归，那么有必要用后面的数学归纳法吗？     所以这个证明是错的，问题的关键你却一笔带过，没有证明，关键还是要证明你所说的'‘当y(p)成立时，不大于2的自然数与它的和也满足科拉兹回归'’