Frattale

Frattale

25 feb 2011

Verifichiamo la congettura di Collatz


A qualcuno forse è venuta la voglia di costruire la successione di Collatz a partire da un seme qualsiasi, la cosa può essere fatta a mano oppure, se avete qualche conoscenza di programmazione, potete fare un programma seguendo lo schema seguente:

function collatz(n)
while n > 1
show n
if n is odd then
set n = 3n + 1
else
set n = n/2
endif
endwhile
show n

Io l'ho fatto ed ho provato con 2011 ecco quello che ho ottenuto

2011, 6034, 3017, 9052, 4526, 2263, 6790, 3395, 10186, 5093, 15280, 7640, 3820, 1910, 955, 2866, 1433, 4300, 2150, 1075, 3226, 1613, 4840, 2420, 1210, 605, 1816, 908, 454, 227, 682, 341, 1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1

In effetti sono arrivato a uno; ho fatto altre prove, anche con numeri più grandi, e la successione è sempre arrivata fino ad uno. 


Ma come si fa  dimostrare che questo accade sempre o a fare vedere che non è vero?

La seconda cosa è decisamente più facile poiché se troviamo un seme per cui la successione non arriva a uno allora la congettura è falsa mentre per dimostrarla dobbiamo fare vedere che vale per tutti i semi.


Cosa può accadere che impedisce alla successione di arrivare ad uno?.


Supponiamo che, a partire da un certo seme, nella successione di Collatz si presenti due volte lo stesso numero; poiché i valori della successione sono determinati dal valore precedente. Se un numero si presenta due volte nella successione allora la sequenza compresa fra queste due apparizioni si ripete all'infinito, questa sequenza di valori si chiama ciclo.

Se la successione entra in un ciclo che non contiene uno allora la successione non arriva mai a uno.

Un esempio di ciclo (buono) è quello che abbiamo visto si genera se non ci fermiamo a uno e otteniamo i valori {1,4,2} che si ripetono all'infinito. 

17 feb 2011

Cosa fare tutta la settimana?

Per darvi la possibilità di pensare un po' alla matematica per tutta la settimana vi segnalo questo sito



dove viene riportato quello che George Hart scrive settimanalmente su argomenti divertenti di matematica

16 feb 2011

La congettura di Collatz

Ora che ho imparato a scrivere la matematica nel blog posso cercare di spiegare in cosa consiste la congettura di Siracusa citata nel film "La donna che canta".
La congettura è più nota come congettura di Collatz e, come tutte le congetture che riguardano i numeri naturali, è facile da spiegare ma difficile da risolvere.  

A partire da un numero naturale assegnato, n, che chiameremo seme, costruiamone un altro con la seguente regola:

Se n è dispari moltiplichiamolo per tre e sommiamo uno, se invece è pari dividiamolo per due

In termini strettamente matematici l'operazione che facciamo è la seguente
Se prendiamo, ad esempio, n=10 come seme allora otteniamo la seguente successione di valori
10, 5 , 16, 8 , 4 , 2, 1.

Arrivati ad uno possiamo fermarci o proseguire ottenendo dei valori che si ripetono {4, 2, 1} e così via, questa ripetizione di valori si chiama ciclo. A questo punto possiamo enunciare la congettura

La congettura di Collatz

Partendo da un qualsiasi numero naturale come seme la successione dei valori generati in questo modo arriva sempre, in un numero finito di passi, a uno.

Lothar Collatz ha formulato questa congettura nel 1937 ma, da allora, nessuno è stato ancora in grado di dimostrarla o di fornire un controesempio, ovvero un numero naturale per il quale la successione non prende MAI il valore uno. 

15 feb 2011

Finalmente


Dopo lunghe e faticose ricerche ho capito come scrivere la matematica nel blog !!!!
Questo è il mio primo successo ma credo di dovere cambiare colori .... si vede poco
:-)

12 feb 2011

La donna che canta

La donna che canta. In questo bellissimo film ora in programmazione la protagonista è una matematica che in una lezione è chiamata ad illustrare la Congettura di Siracusa meglio nota come Congettura di Collatz

Wikipedia.it

Wikipedia.en

Due link perché, come spesso accade, l versione inglese è migliore 

10 feb 2011

Frattale

Spero che apprezziate la bellezza di un oggetto matematico, un "frattale", che ora fa da immagine di ingresso nel blog

9 feb 2011

Commento

Intanto ringrazio tutti quelli (troppo pochi) che hanno perso un po' di tempo per scrivere dei commenti e fatto dei suggerimenti. Poiché a lezione siete molti è difficile avere delle interazioni significative e questo blog mi sembrava una buona idea.

Dopo il primo appello di febbraio, non sono particolarmente contento, i promossi sono troppo pochi e mi sembra che (quasi) tutti continuino a pensare che basti fare gli esercizi, mentre gli esercizi non servono ad altro che a capire se si è compresa la teoria ... ma questo non mi è riuscito insegnarlo