算数のなぞなぞ『コラッツ問題』

今回は、算数未解決問題を扱います。

未解決問題とは、漢字の通りで未だに証明(どうしてそうなるかと言う説明)ができない問題のことです。

では、問題を出します。

『まずは、自分が好きな正の整数を1つ決めてください。(整数とは、1、2、3、4…と続く数です。)

①選んだ数が偶数ならば、÷2をしてください。

②選んだ数が奇数なら、その数を3倍して、1を足してください。

そして、計算した数で、上の計算(①または②)を繰り返してください。』

では、1つ具体例でやってみます。

13を選びます。

13は奇数なので②の計算します。13×3+1=40

計算して出た数の40は偶数なので、今度は①の計算の÷2をします。

40÷2=20

計算して出た数の20は偶数なので、①の計算の÷2をします。

20÷2=10

計算して出た数の10は偶数なので、①の計算の÷2をします。

10÷2=5

計算して出た数の5は奇数なので、②の計算のその数を3倍して、1を足すをします。

5×3+1=16

計算して出た数の16は偶数なので、①の計算の÷2をします。

16÷2=8

計算して出た数の8は偶数なので、①の計算の÷2をします。

8÷2=4

計算して出た数4のは偶数なので、①の計算の÷2をします。

4÷2=2

計算して出た数の2は偶数なので、①の計算の÷2をします。

2÷1=1

計算して出た数の1は奇数なので、②の計算のその数を3倍して、1を足すをします。

1×3+1=4

計算して出た数4のは偶数なので、①の計算の÷2をします。

4÷2=2

計算して出た数の2は偶数なので、①の計算の÷2をします。

2÷1=1

計算して出た数の1は奇数なので、②の計算のその数を3倍して、1を足すをします。

1×3+1=4

何か気づきましたか?

そう。最後が4→2→1→4→2→1…の繰り返しになっています。

はじめから計算結果だけ書くと下のようになります。

13→40→20→10→5→16→8→4→2→1→4→2→1→4…

この繰り返しは、ずっと続きます。

今は、適当に13を選びましたが、正の整数であればどんな数でも、最後が4→2→1の繰り返しになります。

もし、紙と鉛筆があれば適当な数で確かめてみてください。

不思議ですよね。

この問題は『コラッツ問題』と呼ばれています。ローター・コラッツと言う数学者が提示しました。

そして、驚くべきなのは、1937年にこの問題を提示して以来、まだ誰一人も証明できていないことです。

もし、読んでいる方で証明法が見つかれば教えていただきたいです。(笑)

今回は、数学(算数)の未解決問題を扱いました。いかがでしたか?

ぜひ、友達に問題を出してみましょう!きっと、驚くと思います。