Квант
Разное

Об одной рекуррентной последовательности

Гурарий В. В., Стыркас К. А.

48

Об одной рекуррентной последовательности

В. В. ГУРАРИЙ, К. А. СТЫРКАС
(ученки 10 кл.)

В журнале «В мире науки» № 3 за 1984 год была опубликована статья Брайана Хэйса «Взлеты и падения чисел-градиин». В этой статье расссказывалось об одной интерсейной задаче о числовых последовательностях. Мы хотели бы расссказать о ней и о некоторых любопытных результатах, связанных с попытками ее решения.

Формулировка этой задачи предельно проста. Возьмем некоторое натуральное число. Если оно четное, разделим его на 2, в противном случае умножим на 3 и прибавим 1. С полученным числом снова повторим те же операции. Вопрос задачи состоит в следующем: как будет выгладеть полученная последовательность в зависимости от начального числа?

Вообщее можно ожидать две возможности: либо данная последовательность является расходящей, то есть получаемые числа будут неограниченно увеличивать, либо после каждого-то количества операций мы получим число, уже равное встречавшееся в нашей последовательности. В этом случае числа в ней начнут периодически повторяться, и данная последовательность «зациклистя».

Рассмотрим самое первое натуральное число — единицу. Наша последовательность будет такой: 1→4→2→1. Далее все повторяется сначала. Числа 2 и 4 рассматриваются не имеет смысла, так как они уже встречались, и новый последовательность чисел мы не получим.

Перейдем к числу 3. Как нетрудно убедиться, за ним следует числа 10, 5,16,8,4,2,1,… Мы снова пришли к замкнутому циклу 1,4,2,1,…