csdn上的一个数学猜想
icon2 Brain Storm | icon4 2008-07-24 18:26| icon312 Comments | 本文内容遵从CC版权协议 转载请注明出自matrix67.com

jintianhu2000在这个帖子里说:

这是本人读高中时发现的一个数学猜想,一直不能证明或推翻
 
任何一个不能被3整除的偶数,如488,按下列步骤:
若该数为偶数,则把它各位数之和的平方作为新数;若该数为奇数,则把它各位数之和的立方作为新数。再把那个新数重复以上步骤(数就各位数之和平方,奇数就各位数之和立方),一步步计算下去,肯定能在9步内变为1。
如:
  488(偶)    4+8+8=20      20*20=400
  400(偶)    4+0+0=4       4*4=16
  16(偶)     1+6=7         7*7=49
  49(奇)     4+9=13        13*13*13=2197
  2197(奇)   2+1+9+7=19    19*19*19=6859
  6859(奇)   6+8+5+9=28    28*28*28=21952
  21952(偶)  2+1+9+5+2=19  19*19=361
  361(奇)    3+6+1=10      10*10*10=1000
  1000(偶)   1+0+0+0=1     1*1=1   (共9步)
 
哪位高手能证明或推翻它??


    这个“9”步可是大有玄机。写一个小程序统计n<=1 000 000的范围内需要k次变换才能变成1的有多少个数,程序运行结果如下:

6, 1786, 31779, 58756, 57730, 55571, 83186, 25783, 18737, 0, 0, 0, ...

    可以看到,需要8步的有25783个数,需要9步的有18737个,但需要9步以上的硬是一个数都没有,这个“断裂”感觉有点不自然。为什么有5.6%的数都需要9步,却没有一个数需要9步以上?即使我们找到了一个(可能很大的)反例,这个现象仍然值得深究。
    另外,很多人认为这个命题显然是错误的,这种说法是不正确的。虽然对于充分大的数其数字和也能达到足够大,但这个数字和是要平方(或者立方)的。你不能指望每次操作后新的数恰好又是99999...99这样令人满意的极端形式,很有可能按照这个算法来个两三次就变成10000...000了。寻找一个反例并不那么简单。

    40楼mathe指出了第一个反例,这个反例是一个各位数字和S=70616022582298623212586706134294505827921361106736747909217704596951778822208的偶数。由于这个数字和S不能被3整除,因此原数也不能被3整除。数字和为S的偶数是一定存在的,例如S个“1”后面再加一个“0”。第一次变换后该数将变为

  70616022582298623212586706134294505827921361106736747909217704596951778822208^2
= 49866226453437091137711536298477731014510413655235894003548957882878563978585
   95386978574399462830249936249115434841097417814389990990179862339647673995264

    在Mathematica上用Total[IntegerDigits[%]]^(2 + Mod[%, 2])可以轻易验证,后面几步分别变为595984, 1600, 49, 2197, 6859, 21952, 361, 1000, 1,整个过程一共10步。原猜想被推翻。此后,命题的一些扩展形式成了人们关注的焦点。
    一个有趣的问题是,该问题最小的反例是多少?这个“最小的反例”很有可能比著名的Pólya猜想要强得多。1919年,Pólya曾经猜想:小于等于n的正整数中,质因子个数为奇数的数不少于质因子个数为偶的数。1958年C.B.Haselgrove给出了第一个反例,这个反例有361位。1980年,Minoru Tanaka找出了Pólya猜想最小的反例n=906150257。

12 条回复

  • 楼层: 沙发 | | Juart 说:

    想不到偶也能做沙发……
    高中时代痛苦地结束……

  • 楼层: 板凳 | | 錂雲★莊誌卍 说:

    SOFA~

  • 楼层: 地毯 | | LT 说:

    好像在Project Euler上面见到过这道题,不过计算的范围和迭代次数都有限

  • 楼层: 地板 | | 75249 说:

    哪来的“40楼mathe指出了第一个反例,这个反例是一个各位数字和S=”
    转来的也稍微改下吧。

  • 楼层: 地下室 | | dr 说:

    1111 1111 1111 1111 10??

  • 楼层: 地基 | | dr 说:

    ...我sb了- -b

  • 楼层: 地壳 | | 银河 说:

    不错,很有趣的一道题。

  • 楼层: 地幔 | | orzsan 说:

    地板的筒子啊请仔细文章
    忽然发现csdn的小白很多很多…

  • 楼层: 地核 | | 你当我是浮誇吧 说:

    楼上几个回覆真有意思

  • 楼层: 10楼 | | sai90 说:

    我以前也想過類似問題,是源于我上課無聊拿起計算機就按,有些數按某個規則在有限步內達到1....

  • 楼层: 11楼 | | justin 说:

    膜拜4楼,人家都说了是CSDN上的了...

  • 楼层: 12楼 | | hetong_007 说:

    像角谷猜想……

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