在線即時計算器 · 純前端本地秒算 · 零數據上傳

📐 Collatz Conjecture 計算機

專業免費的 Collatz Conjecture 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
111 次 3n+1 規則的迭代
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是考拉茲猜想?

考拉茲猜想(Collatz conjecture),又稱 3n+1 問題,是數學界最著名的未解難題之一。規則很簡單:任選一個正整數,如果它是偶數,就除以 2;如果是奇數,就乘以 3 再加 1。接著對得到的新數字重複同樣的步驟。猜想主張:無論你從哪個數字開始,最後一定會收斂到 1。

如何使用這個計算器

只要輸入任一正整數,工具就會在背後自動產生完整的考拉茲數列,並回報兩項結果:停止時間(stopping time),也就是抵達 1 所需的步數;以及數列在落回 1 之前所攀升到的最大值。這是觀察不同起始數字行為差異有多懸殊的絕佳方式。

公式說明

這條規則以分段方式定義:當 n 為偶數時,f(n) = n/2;當 n 為奇數時,f(n) = 3n + 1。一旦數值抵達 1,數列就會進入 1、4、2、1 的循環,因此計算器在到達 1 時即停止計數。套用 f 的總次數,就是所謂的停止時間。

f(n) = \begin{cases} \dfrac{n}{2} & if n \equiv 0 ±od{2} \\[0.6em] 3n+1 & if n \equiv 1 ±od{2} \end{cases} \qquad n_0 = Starting number

實際範例

以 6 為例。6 是偶數,所以 6 \to 3(第 1 步)。3 是奇數,所以 3 \to 10(第 2 步)。接著 10 \to 5(第 3 步)、5 \to 16(第 4 步)、16 \to 8(第 5 步)、8 \to 4(第 6 步)、4 \to 2(第 7 步)、2 \to 1(第 8 步)。總共花了 8 步,過程中達到的最大值為 16。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

這個猜想已經被證明了嗎?
還沒有。電腦已經針對極為龐大的數字範圍逐一驗證過,但至今仍找不到一個適用於所有數字的通用證明。
為什麼數列有時會飆得這麼大?
奇數步驟會把數字乘以 3,因此當連續出現許多奇數時,數值會先被推得很高,之後才靠著偶數的除以 2 步驟慢慢降下來。
停止時間是什麼意思?
它就是在數值第一次等於 1 之前,規則被套用的次數總和。