Collatz-Folgen www.primini.de
 
 

Bei dem Problem geht es um Zahlenfolgen, die nach einem einfachen Bildungsgesetz konstruiert werden:

  • Beginne mit irgendeiner natürlichen Zahl n > 0.
  • Ist n gerade, so nimm als nächstes n / 2,
  • ist n ungerade, so nimm als nächstes 3n + 1.

So erhält man z. B. für die Startzahl n = 19 die Folge

19, 58, 29, 88, 44, 22, 11, 34, 17, 52, 26, 13, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1

Anscheinend mündet jede Folge in den Zyklus 4, 2, 1 – egal welche Startzahl man probiert hat. Die Collatz-Vermutung lautet:

Jede so konstruierte Zahlenfolge endet im Zyklus 4, 2, 1, egal, mit welcher natürlichen Zahl man beginnt.
In den Grafiken werden die beiden möglichen Rechenschritte n/2 und 3n+1 in unterschiedlichen Farben bzw. mit Punkt und Ausrufezeichen dargestellt.
Bei der gekürzten Collatzfolge werden die beiden Rechenschritte 3n+1 und n/2 zu einem Rechenschritt zusammengefasst.