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🌀 コラッツ予想計算機(3n+1問題)

正の整数を入力すると、偶数なら2で割り、奇数なら3倍して1を足す規則を1になるまで繰り返し、数列全体・ステップ数・到達した最高値を計算します。

1以上10¹⁵以下の整数を入力してください。安全のため最大100,000ステップまで計算します。

計算結果
ステップ数
最高値(peak)
数列グラフ
ガイド

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コラッツ予想(3n+1問題)とは?

コラッツ予想は1937年にドイツの数学者ロータル・コラッツが提起した有名な未解決問題です。任意の正の整数nに対して次の規則を繰り返します。

・nが偶数なら n ÷ 2
・nが奇数なら 3n + 1

この操作を繰り返すと、どんな開始値であっても最終的に1に到達するというのがコラッツ予想であり、反例は一度も見つかっていませんが数学的にも証明されていない有名な未解決問題です。
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ステップ数と最高値(peak)

ステップ数は開始値自体を数えず、1に到達するまでに規則を適用した回数です。例えば27は111ステップで1に到達し、その過程で最高値9,232まで跳ね上がってから下がってきます。小さな開始値でも予測不能に大きく跳ね上がるのがコラッツ数列の興味深い特徴です。
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なぜ大きな数値に制限があるのですか?

コラッツ予想はどんな正の整数も有限回のステップで1に到達すると予想していますが、これは証明されておらず、一部の大きな入力値は理論上極めて多くのステップを必要とする可能性があります。本計算機はブラウザへの負荷を防ぐため、開始値を10¹⁵以下、ステップ数を100,000ステップに制限しています。

よくある質問

なぜ27を入力すると111ステップになりますか?
ステップ数は開始数自体を数えず、「偶数なら2で割る、奇数なら3倍して1を足す」規則を1に到達するまで適用した回数のみを数えます。27から始めるとこの規則をちょうど111回適用する必要があります。
なぜ非常に大きな数値は計算できないのですか?
10¹⁵を超える値や、100,000ステップ以内に1に到達しない値は、ブラウザの性能と安全のため計算を中断しメッセージを表示します。実用的な入力値のほとんどはこの範囲内で問題なく計算できます。
負の数や小数も入力できますか?
いいえ。コラッツ予想は正の整数(1以上)のみを対象とするため、負の数や小数を入力するとエラーメッセージが表示されます。