羅先平 李柏方
游戲規(guī)則:任意選定一個(gè)大于0的自然數(shù)n,如果它是偶數(shù),就把它除以2,如果它是奇數(shù),就把它乘以3再加1,將計(jì)算的結(jié)果照此進(jìn)行下去.
游戲結(jié)果:經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的計(jì)算后,結(jié)果總是4、2、1三個(gè)數(shù)字循環(huán).
我們稱之為“4、2、1”數(shù)字陷阱游戲.
不信,我們?nèi)芜x幾個(gè)自然數(shù)試試看:
當(dāng)n=1時(shí),1×3+1=4,4÷2=2,2÷2=1……
當(dāng)n=2時(shí),2÷2=1,1×3+1=4,4÷2=2,2÷2=1……
當(dāng)n=3時(shí),3×3+1=10,10÷2=5,5×3+1=16,16÷2=8,8÷2=4,4÷2=2,2÷2=1……
當(dāng)n=4時(shí),4÷2=2,2÷2=1,1×3+1=4,4÷2=2,2÷2=1……
當(dāng)n=5時(shí),前面n=3的計(jì)算過(guò)程中已出現(xiàn),略.
當(dāng)n=6時(shí),6÷2=3,前面n=3的計(jì)算過(guò)程中已出現(xiàn),略.
當(dāng)n=7時(shí),7×3+1=22,22÷2=11,11×3+1=34,34÷2=17,17×3+1=52,52÷2=26,26÷2=13,13×3+1=40,40÷2=20,20÷2=10,10÷2=5,前面n=3的計(jì)算過(guò)程中已出現(xiàn),略.
……
當(dāng)n=100時(shí),100÷2=50,50÷2=25,25×3+1=76,76÷2=38,38÷2=19,19×3+1=58,58÷2=29,29×3+1=88,88÷2=44,44÷2=22,22÷2=11,前面n=7的計(jì)算過(guò)程中已出現(xiàn),略.
……
當(dāng)我們?cè)囁懔俗銐蚨嗟臄?shù)之后,你會(huì)相信,的確是這樣.但是,為什么會(huì)這樣呢?自然數(shù)n可以任意大,有例外的情況嗎?
數(shù)學(xué)家們?yōu)檠芯窟@個(gè)問(wèn)題,絞盡了腦汁,但還是百思不得其解.這個(gè)問(wèn)題,據(jù)說(shuō)同“數(shù)學(xué)皇冠上的明珠”——哥德巴赫猜想一樣,是世界級(jí)的難題.
期待著有一天,你能解開(kāi)這個(gè)謎.
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文