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🌀 考拉兹猜想计算器(3n+1问题)

输入一个正整数,本计算器会反复应用"偶数除以2,奇数乘3加1"的规则直到得到1,生成完整数列、所需步数以及过程中出现的最高值。

请输入1到10¹⁵之间的正整数。为安全起见,最多计算100,000步。

计算结果
步数
最高值(峰值)
数列图表
指南

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01

什么是考拉兹猜想(3n+1问题)?

考拉兹猜想是1937年由德国数学家洛塔尔·考拉兹提出的著名未解决问题。对任意正整数n,反复应用以下规则:

· 若n为偶数,n ÷ 2
· 若n为奇数,3n + 1

该猜想认为无论起始值是多少,重复这一过程最终都会到达1。至今没有发现反例,但也从未被数学证明,是数学界最著名的未解决问题之一。
02

步数与峰值

步数不计算起始值本身,只计算到达1之前应用规则的次数。例如从27开始,经过111步到达1,过程中一度攀升至最高值9,232后再回落。这种从较小起始值也可能出现难以预测的高峰,是考拉兹数列最有趣的特征之一。
03

为什么大数值有限制?

考拉兹猜想认为任何正整数最终都会在有限步数内到达1,但这一点尚未被证明,某些较大的输入理论上可能需要极多步数。本计算器将起始值限制在10¹⁵以内、步数限制在100,000步以内,以避免给浏览器带来过大负担。

常见问题

为什么输入27会得到111步?
步数不计算起始数字本身,只计算到达1之前应用"偶数除以2,奇数乘3加1"规则的次数。从27开始,需要恰好应用该规则111次才能到达1。
为什么无法计算非常大的数字?
超过10¹⁵的数值,或在100,000步内无法到达1的数值,为保护浏览器性能与安全会中止计算并显示提示信息。绝大多数实用的输入值都能在此范围内顺利计算。
可以输入负数或小数吗?
不可以。考拉兹猜想仅针对正整数(1以上)定义,因此输入负数或小数会显示错误提示。