Fonction de Collatz

La fonction de Collatz, inventée par Lothar Collatz en 1937, est une fonction applicable à tout entier positif n, définie :

Dans sa 2e version la fonction ne peut donner comme résultat que 1, mais elle pourrait tourner indéfiniment sans renvoyer de résultat (on n'en connaît cependant aucun exemple, voir ci-dessous).

Suite de Collatz

On appelle suite de Collatz une suite de nombres générée par la fonction de Collatz (1re version) appliquée récursivement à partir d'un nombre initial n (« graine »).

Exemples

  • Si n = 1, la suite est périodique : 1, 4, 2, 1, 4, 2, 1,...
  • Si n = 3, la suite devient périodique (une fois qu'on a atteint 1) : 3, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1,...
  • Si n = 27, la suite comporte 111 entiers successifs sans régularité apparente, dont le plus grand est 9 232 et le dernier 1, ensuite elle est périodique comme les précédentes.

Conjecture de Collatz

La conjecture de Collatz, ou conjecture de Syracuse, énonce qu'une suite de Collatz passe toujours par 1. Elle a été vérifiée pour toutes les graines inférieures à environ 1020 et démontrée pour « presque tous » les entiers, mais en 2025 on ne sait toujours pas si elle est vraie, fausse ou indécidable.

Notes et références

Notes

  1. ↑ Autrement dit, la conjecture est que la fonction de Collatz (2e version) donne toujours le résultat 1 au bout d'un nombre fini d'opérations.
  2. ↑ Le nombre M des entiers inférieurs à N qui vérifient la conjecture est équivalent à N quand N → ∞, c'est-à-dire que M/N → 1.

Références

  1. 1 2 L. G., « Une percée dans la conjecture de Collatz », Pour la science, no 509,‎ , p. 8.
  2. ↑ (en) Terence Tao, « Almost all orbits of the Collatz map attain almost bounded values », sur Arxiv.org (consulté le ).

Voir aussi