コラッツ予想がとけたらいいな　その2

コラッツ予想がとけた ..

637:１３２人目の素数さん
18/09/18 21:06:42.03 Ww3uzjyt.net
しかし >>1の情熱がすごい
よくあきらめないな

638:righ1113
18/09/18 21:38:11.79 0UzjDC9R.net
>>637
なんというか、諦めきれないのです。

639:１３２人目の素数さん
18/09/19 02:37:49.74 +Q956Ag5.net
数学の60年来の難問を、「不老不死研究」の生物医学者がこうして解き明かした
URLﾘﾝｸ(wired.jp)
押しても引いてもだめなら、まったく違う方面からのほうがいいのかもね

640:righ1113
18/09/19 06:04:16.85 SqxJ5GTm.net
>>639
はー、なるほど。分かったような、分からないような。

641:righ1113
18/09/20 23:55:04.37 pHGNvy1m.net
ひとまずレベルを下げる関数の変更ができました。
URLﾘﾝｸ(github.com)

642:righ1113
18/09/20 23:58:02.70 pHGNvy1m.net
一つ注意点があります。
プログラムでの証明中に、postulate（無条件の仮定）を使っています。
なので、完全な形式化という訳ではないです。
postulateな命題については、紙の上で証明すれば良いと考えています。

643:righ1113
18/09/22 01:11:42.46 2udthHUG.net
URLﾘﾝｸ(github.com)
こんな感じで紙の証明も作ってってます。

644:１３２人目の素数さん
18/09/22 02:25:57.68 u2bLw4/9.net
なにげに結構なボリュームあるな
普通にすごいわ
内容的にただしいのか俺の実力じゃジャッジできないけど

645:righ1113
18/09/22 04:26:55.20 3m3m4Y8s.net
>>644
ありがとうございます。

646:righ1113
18/09/26 15:54:57.58 oAYpDJEp.net
DIR EN GREYのアルバムを買った。
これを聴いて証明を頑張ろう。

647:righ1113
18/10/01 03:21:47.90 wmcGCB2y.net
紙の証明　第二部が作成完了しました。
良かったら見てみて下さい。
第2部　レベル0のallDivSeqは、全て有限項　（これが言えればコラッツ予想も真）
URLﾘﾝｸ(github.com)

648:１３２人目の素数さん
18/10/02 01:11:28.28 F4M3UZCA.net
糞スレ晒しage

649:１３２人目の素数さん
18/10/02 22:53:15.38 OaloQ4ah.net
コラッツ予想を解くと500ドルもらえるらしい

650:righ1113
18/10/03 11:35:22.75 bBWfQNB+.net
>>649
多いのか、少ないのか……

651:１３２人目の素数さん
18/10/03 20:24:37.00 o70MBvQP.net
正直、１０００万円くらいの懸賞かかっててもいいと思うけどね

652:righ1113
18/10/03 20:30:12.03 nw1H62gV.net
そうですよね。100万でも「おおっ」ってなります。

653:１３２人目の素数さん
18/10/22 02:38:43.53 PnaJVaBQ.net
１０万円でもあればうれしい

654:１３２人目の素数さん
18/10/25 00:10:59.36 3G32divF.net
懸賞かかってなくてもコラッツとけたら年収１０００万の職につけないかなぁ？

655:１３２人目の素数さん
18/10/25 01:11:36.97 cTIjCy05.net
>>654
googleが採用してくれるかも

656:１３２人目の素数さん
18/10/27 00:52:40.01 NYHShEyu.net
証明は出来たのですか？
完全に素人質問で悪いのですが、証明の全容をここに載せたら盗まれる可能性があるのではないでしょうか？
arXivに上げるなどして正式に発表したほうがいいのでは…と思ってしまいます。

657:righ1113
18/10/27 01:22:28.45 3YbEazlL.net
>>656
ありがとうございます。
証明はほぼ完成しています。
URLﾘﾝｸ(github.com)
arXivに投稿するには、endorser裏書人が必要なので、難しいかなと思っています。

658:１３２人目の素数さん
18/10/27 07:43:06.53 4wEgV5jN.net
>>657
そのページは情報が欠けていて論理を追うことができません。

659:１３２人目の素数さん
18/10/27 10:44:44.71 sjLLdu9W.net
　　　／￣`Y ￣ヽ､
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　（Ｓ|| | 　　⌒　･ｨ　ヽ　　芸能人が吹き替えに挑戦というのは
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Rock54: Caution(BBR-MD5:1341adc37120578f18dba9451e6c8c3b)

660:１３２人目の素数さん
18/10/27 17:09:07.82 4wEgV5jN.net
この証明の鍵は、star変換によってコラッツ列の無限性を維持しつつ元の整数を小さくできるとする主張にあります。
しかし変換の定義からそのようなことが常に可能とは思えないというのが私の直感です。
まず確認ですが、star変換によって割数列に負の項が出てくることを許しているわけではないですよね？
各chapterを一読しましたが、『計算上は合う』というコメントもあり判然としません。
プログラムを読めば分かるのかもしれませんが素人なのでお許しを。
［chapter3より引用］
> 変換後のコラッツ値が、負数や分数になるものを禁止すれば、
> この変換は、3の倍数から3の倍数に写ります。
> これで得られる割数列を「拡張完全割数列」と呼ぶ事にします。
割数列の定義から負の項は存在できません。
たとえ最終計算が合っていたとしても、2を掛ける操作はコラッツ列の生成ルールにはありませんから、
負の項が出現するような変換は許されません。『拡張列』としてそれを考えるだけなら構いませんが、
拡張列から元の整数を復元する操作を統一的に行うことは許されないはずです。

661:righ1113
18/10/27 18:14:31.31 q47UWgiA.net
>>660
詳細なコメントありがとうございます。
すぐには答えられないので、じっくり考えてみます。

662:１３２人目の素数さん
18/10/27 19:27:37.82 4wEgV5jN.net
例を挙げておきます。
[Chapter7より]
> コラッツ値がcである無限項の割数列を仮定して、コラッツ値が小さくなるようなstar変換を施します。
ここで筆者は、0（mod9）である36t＋9なる整数に対しE[2，-4］（y＝x/12－3/4）を施すと変換後は3t＜36t＋9になると主張する。
t＝1とすれば、36t＋9の割数列は[3，2，3，4］であり、E[2，-4]をそのまま施すと[2，-1，2，3，4］となり負の項が現れる。
この第2項『-1』を『2を掛ける操作』と解釈すれば、[2，-1，2，3，4］が表す整数は確かに3tになる。
しかしコラッツのルールに『2を掛ける操作』は存在しないので、本問題でそのような解釈はできない（※）。
3tに対応する割数列はコラッツのルールで一意に決まる[1，4］であり[2，-1，2，3，4］ではない。
コラッツのルールに則れば、
　『負の項を持つ割数列に対応する整数は存在しない』
としか言えない。
（※）
負の項を持ちうる拡張割数列を元の整数に対応づける解釈を行うことは
・2で割る、2を掛ける、3を掛けて1を足すという3つの操作を別のルールに則って行う。
・各操作後の値は整数とは限らない。
このような拡張されたコラッツ問題を考えることに相当する。
その拡張されたルールを前提とすれば、[1，4]と[2，-1，2，3，4］は共に3tに対応する。
言えるのはこれだけのように思える。

663:righ1113
18/10/27 20:08:48.02 q47UWgiA.net
う～ん困りました……

664:１３２人目の素数さん
18/10/27 23:51:07.91 EnsDGGon.net
そもそもcoq使うなら全部coqにしなきゃ意味ないと思うが

665:１３２人目の素数さん
18/10/28 09:20:08.07 Inuvl635.net
私の指摘（>>660、>>662）は >>616や >>619の焼き直しでした。

666:righ1113
18/10/30 18:48:13.22 kWJk14TU.net
>>660,662
以下3つをおこなえば良いのではないかと考えています。
◆定義1　拡張コラッツ予想
6t+3（t≦0）を用意する。（ここからコラッツ操作すれば通常のコラッツ予想になる）
一度コラッツ操作を施したものをαとおく。
6t+3から1~3回star変換をおこなう。
そこから拡張コラッツ操作をおこなう。αに戻ったところで通常のコラッツ操作に切り替える。
これを拡張コラッツ予想と名付ける。
※拡張コラッツ操作
コラッツ値xに対し、(3x+1)/2^pを施す。pは割数列の初項（0や負も取りうる）。
◆定理1
あるコラッツ値（一度コラッツ操作したものをα）からstar変換したものを、
2回拡張コラッツ操作すると、αに戻る
◆定理2
拡張コラッツ予想が真　⇒　コラッツ予想も真

667:righ1113
18/11/01 23:53:32.36 JDsMJ7mn.net
◆定理1
あるコラッツ値（一度コラッツ操作したものをα）からstar変換したものを、
2回拡張コラッツ操作すると、αに戻る
・1つのパターン
x=9t+3 [3, *,...]
を1回コラッツ操作すると、(3(9t+3)+1)/8 = (27t+10)/8 になります。
xに A[6,-4] y=(4/3)x-7 でstar変換すると
12t-3 [6, -1, *,...] になります。
拡張コラッツ操作1回目で (3(12t-3)+1)/2^6 = (9t-2)/2^4
拡張コラッツ操作2回目で (3((9t-2)/2^4)+1)2
　= (27t+10)/8 になって二つは一致します。
残りはGitHubでやります。

668:righ1113
18/11/01 23:56:34.87 JDsMJ7mn.net
◆定理2
拡張コラッツ予想が真　⇒　コラッツ予想も真
star変換したものから拡張コラッツ操作を繰り返すと、
定理1より、全ての6t+3から遷移するαと同じものが、
欠けることなく得られます。
よって、拡張コラッツ予想が真ならば、
後方を共有する、通常のコラッツ予想も真になります。

669:１３２人目の素数さん
18/11/03 10:40:12.37 0X36i8df.net
>>666-668
その方針でこの問題が簡単化されるとは思いませんが。
righ1113さんの腕の見せ所ですね。
がんばってください。

670:righ1113
18/11/03 10:58:34.66 zGxL77aT.net
ありがとうございます。
頑張ります！

671:righ1113
18/11/16 00:08:05.29 rLiEECgK.net
ちょっとお休みします。

672:righ1113
18/11/21 00:38:18.69 5W7Y7t3o.net
完成しました。
URLﾘﾝｸ(github.com)

673:１３２人目の素数さん
18/12/27 21:03:12.26 QsKaQysV.net
突っ込みもなくなってしまったか。
寂しいのう。

674:righ1113
18/12/28 15:02:21.19 vw3Deup+.net
そうですね……

675:１３２人目の素数さん
19/04/20 06:08:45.05 qXeTVoFa.net
自然数xに対してコラッツ展開に似た数列collatz_array(x)を次のようなrubyプログラムで定義する。
def collatz_array(x)
if(x==1)
then
return []
elsif(x%2==0)
return [0]+col(x/2)
else
return [1]+col((x*3+1)/2)
end
end
collaz_array(x)をビット列とみなして2進数の整数に直したものをcollatz_number(x)とする。
collatz_numberはrubyプログラムで次のように定義される。
def collatz_number(x)
res=0;
x.each_with_index{|v,i|res+=v*(2**i)}
return res
end

3の倍数でない、かつx==collatz_number(x)となるような自然数xは存在するか？

676:１３２人目の素数さん
19/04/20 06:11:30.83 qXeTVoFa.net
ちょっと言ってることがおかしいかもしれない。
ようするにコラッツ展開に対する不動点みたいなものはあるか？という話をしたいのだが

677:righ1113
19/04/20 06:22:48.34 58m0UT5j.net
なるほど、ちょっと考えてみます

678:１３２人目の素数さん
19/04/20 06:24:30.09 qXeTVoFa.net
朝の6時にスレチェックかよｗすげえｗ
まあ俺も人のこと言えないけどｗお疲れ様です。

679:１３２人目の素数さん
19/04/20 06:30:30.11 qXeTVoFa.net
新たな不動点が見つかったら新たなループが見つかるみたいな方向に持っていけたらベストなんだけど。
まあまだぼんやりしたイメージがあるだけです。

680:１３２人目の素数さん
19/04/20 07:07:33.52 qXeTVoFa.net
うーん、collatz_arrayの停止条件がx==1だとあんまり意味のない議論になってしまうかもしれないorz

681:righ1113
19/04/20 08:32:56.05 gsPKCWwo.net
x==collatz_number(x)をチェックすると
3*2^tは該当するみたい。そりゃそうか。
あと、「先頭nビットが一致する」だと意味ないかな？

682:１３２人目の素数さん
19/04/20 08:52:09.89 qXeTVoFa.net
>>681
意味ないかどうかはまだわかりませんが、先頭nビットについては >>530のような割とはっきりした規則性があるようなので、
規則性の見えなくなる後ろのほうのビットのふるまいを何とかできないかという思いはあります。

683:１３２人目の素数さん
19/04/20 08:53:34.80 qXeTVoFa.net
あ、でもnを増やしていったらなんか出てくるんだろうか？

684:１３２人目の素数さん
19/04/20 09:20:18.07 qXeTVoFa.net
ちなみに勢いで書いちゃったけど仮に不動点が見つかったとして、それをどう生かせばいいかまだ全然見えてませんｗ

685:１３２人目の素数さん
19/04/20 09:23:37.92 qXeTVoFa.net
不動点というキーワードでコラッツ展開をみたときに、
ちょうど3が不動点になっていたのでこれが1,4,2のループを表しているのでは？
という思い付きというか期待から書き込んでしまいました。

686:１３２人目の素数さん
19/04/20 10:25:47.50 kQapNYTQ.net
コラッツ展開は01の無限列なので2-進整数に対応させるのはどうだろう
整数は2-進整数に埋め込めるし、コラッツ展開は2-進整数に自然に拡張できる
以下、簡略表記として左を下位、繰り返しを()で括る、とすると
0=(0)…
-1=(1)…
はコラッツ展開が自身と一致する
1=1(0)… のコラッツ展開は (10)…
(10)…は×3で(11)… = -1 なので
(10)…のコラッツ展開は 1(0)… で元に戻る

687:１３２人目の素数さん
19/04/20 10:44:40.51 2B/xzIiP.net
見捨てられた過疎スレかと思ってたら
意外とそうでもないのか

688:１３２人目の素数さん
19/04/20 12:02:57.09 2B/xzIiP.net
2進整数とやらを標準ライブラリで持ってるプログラム言語はありますか？

689:righ1113
19/04/20 12:48:56.09 gsPKCWwo.net
>>688
Mapleにありそうだけど
Mapleってフリーじゃないもんね

690:１３２人目の素数さん
19/04/20 13:09:40.55 kQapNYTQ.net
無限桁の2進数みたいなものだから、プログラムで扱うのは難しいのでは？
有限桁以降が繰り返しのものに限定すれば扱えるのかな
(10)…と-1/3、(100)…と-1/7、みたいに、
理論上は(分母の素因数に2を含まない)有理数に対応するはず

691:１３２人目の素数さん
19/04/20 13:21:28.65 qXeTVoFa.net
とりあえず、2-進整数の厳密な定義ってどこかにあります？
四則演算とかも含めて。

692:１３２人目の素数さん
19/04/20 13:27:40.12 qXeTVoFa.net
ハスケルは遅延評価があるんでしたっけ？
ルビーにもあったかな？

693:righ1113
19/04/20 13:45:31.66 gsPKCWwo.net
>>692
Haskellはデフォルトで遅延評価です。
Rubyも遅延評価がありそうですが、僕は詳しくないです。

694:１３２人目の素数さん
19/04/20 13:52:34.74 qXeTVoFa.net
2-進整数、使えそうなら使いたいですね
でも2-進整数にしちゃうと不動点のアイディアをどう扱えばいいかわからなくなるかなぁ？

695:１３２人目の素数さん
19/04/20 14:00:26.66 kQapNYTQ.net
とりあえずwikipediaよりp進数(p-adic number)
URLﾘﾝｸ(ja.m.wikipedia.org)
「定義」の最後にあるp進整数環でpが2のものを考えてるんですが、付値やら完備化や、専門的過ぎてたぶんわけわからんと思います
計算だけなら「略式の解説」のこの辺
> 整数側に無限桁加えたもの、例えば …1246328.125 のようなものが p 進数であると解釈できる。
> p 進数の中でも、小数点以下がない …1246328 のようなものは p 進整数と呼ばれるものに対応する。
> p 進数同士の足し算、引き算、掛け算は、p 進表記の有理数における通常のアルゴリズムを自然に無限桁に拡張することで得られ、割り算は掛け算の逆演算として定義される。

696:１３２人目の素数さん
19/04/20 14:04:10.33 qXeTVoFa.net
なるほど、わからんｗ

697:１３２人目の素数さん
19/04/20 14:08:48.97 qXeTVoFa.net
自力実装は相当厳しいかなこりゃ。

698:１３２人目の素数さん
19/04/20 15:43:16.25 qXeTVoFa.net
まともにやるとクソ難しそうなのでとりあえずコラッツ展開を分数で表現してみた
def collatz_rational(x)
l=x.length
res=0r
x.reverse.each_with_index{|v,i|res+=v*(1/2r)**(i+1)}
res+=((1/2r)**l)*1/3r
return res
end
def collatz_rational_array(x,l)
res=[]
(0...l).each{|i|
if(x>=1/2r)
then
x-=1/2r
res<<1
else
res<<0
end
x*=2r
}
return res.reverse
end
(1..1000).each{|x|
a=collatz_array(x)
l=a.length
r=collatz_rational(a)
b=collatz_rational_array(r,l)
if(a!=b)
then
print "#{x} #{r} #{a} #{b}\n"
end
}

699:１３２人目の素数さん
19/04/20 15:48:17.01 qXeTVoFa.net
でも分数にしたところで不動点のアイディアとどう結び付けていいかわからぬｗ
まあもともと不動点はそれほど目があるアイディアじゃないかもだけど

700:１３２人目の素数さん
19/04/20 16:03:08.59 qXeTVoFa.net
ありゃ、バグがあるっぽい
すまん、直す

701:１３２人目の素数さん
19/04/20 17:07:12.41 qXeTVoFa.net
URLﾘﾝｸ(ideone.com)
うーん、こうかな？

702:１３２人目の素数さん
19/04/20 17:09:11.57 qXeTVoFa.net
ちょっと疲れたｗ
休憩ｗ

703:１３２人目の素数さん
19/04/20 18:15:52.88 qXeTVoFa.net
スタートは不動点だったはずだが脱線してしまったなｗ
うーん、どうしよう

704:righ1113
19/04/20 18:43:16.20 gsPKCWwo.net
不動点ではないですが、
x == collatz_number(collatz_array(y))
y == collatz_number(collatz_array(x))
のように、相互に参照しあっているものを考え中です。
ちゃんとしたものは後日upします。
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

705:１３２人目の素数さん
19/04/20 19:51:06.44 kQapNYTQ.net
2-進整数の計算についての補足
桁が繰り返しである2-進整数に限ると、
繰り返しが1で埋まれば-1であることを利用して
以下のように有理数との対応がわかります
(1)…=-1/(2^1-1)
(10)…=-1/(2^2-1)
(100)…=-1/(2^3-1)
途中から繰り返す場合についても、例えば
1(100)…=1+2(-1/7)=5/7
のようになります
そして、このようなものに限ると有理数としての加減乗除でまったく問題なかったりします
循環小数=有理数、みたいなもんですね

706:１３２人目の素数さん
19/04/20 21:01:20.91 qXeTVoFa.net
不動点ということは繰り返し処理をかけても変わらないということですが、
コラッツ展開に対してさらにそのコラッツ展開を求めることに何の意味があるのかが不明瞭なのが現状痛いですね。
そこに何らかの意味が見いだせればもう少し面白くなるのですが

707:righ1113
19/04/21 01:05:53.95 eAsDk9Da.net
特に何か得られた訳ではないですが、upします。
URLﾘﾝｸ(github.com)
気がついた事は、（不動点じゃないですが）
例えばxが17~31の奇数の区間で、コラッツ展開先頭5ビットが1~31の奇数を、
コラッツ3x+1と3x-1で分けあうことです。

708:righ1113
19/04/21 01:27:22.72 eAsDk9Da.net
>>707
書いてから思ったのですが、
>>530と関連があるのかどうか、というところですかね。

709:１３２人目の素数さん
19/04/21 07:54:17.77 npoMZDGj.net
負数の3x+1問題は実質3x-1問題(x→-x)なので
負数側の結果がスライドしてきている、と考えればよいのかなと

710:１３２人目の素数さん
19/04/21 21:02:50.26 pvqV4cbN.net
コラッツ展開が長さnの循環列
⇔xに対し「x→(3x+1)/2」または「x→x/2」の変換をある順番でn回行ってxに等しくできる
⇔0≦∃k≦n, ∃y∈Z, ((3^k)x+y)/2^n=x.
これは有理数の範囲で一つの解をもつ

711:１３２人目の素数さん
19/04/21 21:18:37.12 58cJHsba.net
すいません、不動点はあまり実りがなさそうなので撤退します。申し訳ない。
今1～2^nのコラッツ展開の先頭nビットを並べてコラッツ展開のkビット目にどのようなパターンが表れるかというのを見ようかと思ってます。

712:１３２人目の素数さん
19/04/21 21:54:43.91 58cJHsba.net
むむ、綺麗な周期が表れるかと思ったらそうでもない？

713:１３２人目の素数さん
19/04/21 22:53:56.35 58cJHsba.net
いや、周期になるみたい。
でもパターンは凄い複雑。

714:708
19/04/22 06:24:26.02 xqP02tmi.net
p進体Q_pにおいて、分母がpで割り切れない有理数はp進整数環Z_pに含まれることが知られている
(フェルマーの小定理より任意の素数q≠pに対してp^(q-1)≡0(mod q) なので、-1/qのp進展開がq-1桁の循環になる)
コラッツ問題の有理数への拡張は、Z_2への拡張と考えたほうが実は自然なのでは？
というところで2-進整数ネタも一休み
また週末かなー

715:righ1113
19/04/26 08:31:01.99 RlIUNLEW.net
コラッツ展開のコラッツ展開をいくつか計算してみましたが、いまいちでした。
URLﾘﾝｸ(github.com)
-1, 0, 1だけが特別で、（>>686）
これ以外の数は、コラッツ展開を施すごとに、どんどん複雑になっていくようです。
「3x-1」シートは、3x-1にして負値を計算したものです。

716:１３２人目の素数さん
19/04/26 20:39:33.09 xTZynMFI.net
繰り返したら元に戻るとか、そういうことはない感じですかね
フーリエ変換に対する逆変換みたいなものが見つからないか、というのは今のところ夢想かなあ

717:１３２人目の素数さん
19/04/26 20:57:44.06 xTZynMFI.net
>522
の補題を自分の中で整理してたらこうなった。
写像f: Z→Zを次で定義する.
x∈Z に対し,
f(x)=x/2 (x∈0+2Z)
f(x)=(3x+1)/2 (x∈1+2Z)
このとき, 0≦n∈Z, x, y∈Z に対して次が成り立つ.
x-y∈(2^n)Z ⇒ 0≦∃m≦n, s.t.
(2^n)(f^n(x)-f^n(y))=(3^m)(x-y).
(超略証)nに関する帰納法.
定義から0と1の場合がOK.
1とkをあわせてk+1の場合が示される.

718:righ1113
19/04/26 22:52:24.34 edmDBtkV.net
>>716
繰り返したら元に戻るとか、
小さくなる、とかだったら良かったですけどね。

719:１３２人目の素数さん
19/04/27 17:46:18.20 PhPZ0MkR.net
>717 に引き続き, >523 を代数学風に整理.
前述(>717)のf, x∈Z, 0≦i∈Zに対し x_i=f^i(x)+2Z で定まる Z/2Zの列{x_i}(i≧0)を「xのコラッツ展開」と呼ぶことにする.
x,y∈Zとそのコラッツ展開{x_i},{y_i}について次が成り立つ.
x-y∈(2^n)Z⇔x_i=y_i (0≦∀i≦n).
系. コラッツ展開は単射.

720:１３２人目の素数さん
19/05/08 21:48:28.23 U/58yMQ3.net
コラッツ展開はかなりいい線いってるとは思うが、次の一歩が難しい？

721:１３２人目の素数さん
19/05/08 22:07:04.85 U/58yMQ3.net
例えばxのコラッツ展開のyビット目がxのサイズの多項式時間で求まれば大きな前進と言える？

722:１３２人目の素数さん
19/05/08 22:10:31.84 U/58yMQ3.net
ここでいうxのサイズっていうのは自然数xに対してそれを表すのに必要なビット数log(x)のことね

723:righ1113
19/05/09 06:34:48.07 ysyHHFnM.net
>>721
入力サイズに対して、
コラッツ操作で何回2で割るかが分からないので、
難しいと思います。
特殊な場合だと、
2^n±1は、コラッツ展開のnビット目までを
多項式(定数?)時間で求められます。

724:１３２人目の素数さん
19/05/09 07:08:14.74 +tHX/zWL.net
個人的には
・Z(有理整数環)→(Z/2Z)の列で単射になる
・>523の性質から、Z_2(2-進整数環)上にwell-definedに拡張できる
(環Zと素イデアル2Zの話が環Z_2と素イデアル2Z_2の話になるだけで、まったく同じロジックが展開できる)
・Z_2上全射(よって全単射)になる
ということでZ_2上で考えたらなんか出てこないかなー、とは。
コラッツ展開がループ
→一次方程式の解
→Q∩Z_2
とか。
なお、p-進整数環については、射影極限を経由するルートの方がわかりやすいかもしれません。

725:１３２人目の素数さん
19/05/09 08:06:12.63 +tHX/zWL.net
1ビットでも違うとそこから先は別物というか、カオス的な振る舞いをしますね
2で割ることで折りたたまれたフラクタル構造といいますか……

726:righ1113
19/05/09 08:26:35.55 c2RXSWlw.net
ところで、
>>686から書いている2-進整数とは少し違うものが英語版Wikipediaにあった。
URLﾘﾝｸ(en.wikipedia.org)
の"Iterating with odd denominators or 2-adic integers"
例えば、コラッツ展開(1011001)のループを考える。
このコラッツ展開の長さn=7で、"1"の個数m=4。
"1"のビット位置k_0,...k_(m-1)は、0, 2, 3, 6。
これらを元に、
(3^(m-1)*2^k_0 + ... + 3^0*2^k_(m-1))/(2^n - 3^m)
を計算すると、151/47になる。
この数を分数でコラッツ操作すると、
151/47 → 250/47 → 125/47 → 211/47 → 340/47 → 170/47 → 85/47 → 151/47 → ...
となって、確かにループしている。偶奇のコラッツ展開とも一致している。
(10)からは1が得られるし、(110)からは-5が得られる。
一つのループから一つの有理数が得られるようだ。
これも2-進整数って言うのかなあ。

727:１３２人目の素数さん
19/05/09 18:33:29.57 +tHX/zWL.net
2-進整数環Z_2においては、2Z_2の元でなければ可逆元となるので、47の逆元が2-進整数として存在します。
151/47と書くより151・47^-1と書く方が実情を正しく表現しているかもしれません。
また、加法・乗法は有理整数環上のものが延長されているので、分母が奇数の有理数についてはそのまま有理数として計算しても問題が発生することはありません。

728:righ1113
19/05/09 18:39:46.62 ysyHHFnM.net
ありがとうございます。
よく分かってないですが……
精進しますm(_ _)m

729:１３２人目の素数さん
19/05/09 19:13:07.75 yA5UfL3f.net
じゃあxのコラッツ展開のyビット目をもとめるのはNP困難か？
だったらどう？

730:１３２人目の素数さん
19/05/09 19:57:09.94 +tHX/zWL.net
分母が47の2-進整数は、
2^23-1 = 8388607 = 47×178481
であることから、
47^-1 が繰り返しが23桁の2-進整数となることがわかります。
具体的には
23桁の (11…1) = -1
であることから、
23桁の (10…0) = -1 × 47^-1 × 178481^-1
両辺に -1, 178481 をかけるという手順で求まります。

731:727
19/05/09 20:16:04.29 19c66qNB.net
NP困難がむりでも素因数分解とかグラフの同型問題とかに帰着出来たら一定の成果と言えると思う。

732:１３２人目の素数さん
19/05/09 20:21:22.85 19c66qNB.net
あれ、逆か？
素因数分解とかグラフの同型問題をコラッツに帰着できるか？
かな

733:１３２人目の素数さん
19/05/09 21:52:30.09 19c66qNB.net
自然数xのコラッツ展開のxビット目、すなわちコラッツ展開の対角線に着目したら何か出てこないだろうか？

734:１３２人目の素数さん
19/05/09 22:16:54.60 19c66qNB.net
巨大数探索スレでは対角線というのは非常に注目されていて
ゲーデルの不完全性定理とかにもでてくる有用な概念らいしぞ。

735:１３２人目の素数さん
19/05/09 22:21:31.00 19c66qNB.net
例えば自然数xのコラッツ展開のyビット目をcollatz_bit(x,y)と置くとき、
collatz_bit(x,y)をxとyとcollatz_bit(z,z)で表すことが可能であれば、
本質的にコラッツの問題は対角線だけ着目すればいいという結論が出るかもわからない。
そうなったらちょっとすごい。

736:１３２人目の素数さん
19/05/09 23:11:30.02 19c66qNB.net
すまん、また先走ってしまったかもｗ

737:１３２人目の素数さん
19/05/11 00:46:16.20 fcymDsY6.net
>>719 の x-y∈(2^n)Z　という式をみて、ユークリッドの互除法みたいにどんどん小さくしていけないかなぁとふと思った。

738:１３２人目の素数さん
19/05/14 16:53:13.29 8Q7VJT2b.net
藁