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/ NetNews Usenet Archive 1992 #16 / NN_1992_16.iso / spool / sci / math / 9479 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-07-23  |  1.9 KB

  1. Path: sparky!uunet!mcsun!uknet!cam-cl!cam-cl!cet1
  2. From: cet1@cl.cam.ac.uk (C.E. Thompson)
  3. Newsgroups: sci.math
  4. Subject: Re: Hailstone sequences
  5. Keywords: Hailstone Collatz
  6. Message-ID: <1992Jul23.234646.7306@cl.cam.ac.uk>
  7. Date: 23 Jul 92 23:46:46 GMT
  8. References: <2020@bigfoot.first.gmd.de> <1992Jul18.115039.25704@mailer.cc.fsu.edu>
  9. Sender: news@cl.cam.ac.uk (The news facility)
  10. Reply-To: cet1@cl.cam.ac.uk (C.E. Thompson)
  11. Organization: U of Cambridge Computer Lab, UK
  12. Lines: 41
  13.  
  14. In article <1992Jul18.115039.25704@mailer.cc.fsu.edu>,
  15. rose@fsu1.cc.fsu.edu (Kermit Rose) writes:
  16. |>
  17. |> Two simple observations:
  18. |> 
  19. |> If n = (2^k+1)m where m is odd, then n' = 3(2^k+1)m + 1 and n'' = 
  20. |> 3(2^[k-1])m + [3m+1]/2 is larger than n.
  21. |> If m = 3 mod 4, then [3m+1]/2 is odd.
  22.  
  23. More generally, if n = -1 mod 2^k, then the 3x+1 and x/2 cases will
  24. strictly alternate k-1 times, and so there are n which get bigger by
  25. arbitrarily large factors. 
  26.  
  27. |> If we could show that for each n, the sequence eventually reaches a value 
  28. |> less than n, then an inductive proof would be possible.
  29.  
  30. Quite. One uses this observation in programs to verify the Collatz hypothesis
  31. up to some large N. For example, all but 19 of the residue classes mod 256
  32. produce an iterate smaller than the original number before one loses track
  33. of their parity.
  34.  
  35. By the way, it is natural to extend the domain of the function being
  36. iterated to include the negative integers (or equivalently, to use
  37. 3x-1 instead of 3x+1 in the x odd case). As well as the cycle
  38.  
  39.    (1, 2, 4)
  40.  
  41. one then also gets
  42.  
  43.    (-1, -2)
  44.    (-5, -14, -7, -20, -10)
  45.    (-17, -50, -25, -74, -37, -110, -55, -164, -82, -41, -122, -61,
  46.       -182, -91, -272, -136, -68, -34)
  47.  
  48. and probably (but as unprovably as before) no more. (I suppose {0}
  49. should be included as a cycle all by itself!)
  50.  
  51. Chris Thompson
  52. Cambridge University Computing Service
  53. JANET:    cet1@uk.ac.cam.phx
  54. Internet: cet1@phx.cam.ac.uk
  55.