Doctorado · Collatz
Interactivo
Visualizaciones
Módulos interactivos para explorar la estructura de las órbitas de Collatz: biyecciones, codificación simbólica y la fórmula cerrada de Tm.
Módulo 1
Biyecciones Φm y Ψm
La aplicación Φm envía {1,…,2m} biyectivamente sobre {0,1}m via n ↦ (c1,…,cm). La aplicación Ψm envía {1,…,6·2m} biyectivamente sobre los caminos de longitud m en el grafo G mod 6. Haz clic en cualquier fila para ver la trayectoria y la fórmula de Tm.
ci = Ti−1(n) mod 2 — paridad del i-ésimo iterado (0 = par, 1 = impar)
hi = Ti−1(n) mod 6 — residuo mod 6 del i-ésimo iterado
s = ∑ ci — peso de Hamming (n.º de iterados impares)
T(n) = n/2 si par · (3n+1)/2 si impar — mapa acelerado de Collatz
Antisimetría binaria: n y n+2m comparten c1…cm; el bit cm+1 es siempre el complementario (0↔1)
Antisimetría mod 6: n y n+3·2m comparten h1…hm; el residuo hm+1 es siempre el opuesto (r↔r+3 mod 6)
Módulo 2
Residuo correctivo R(Cm) y Tm(n)
Explora la fórmula Tm(n) = (3s·n + R(Cm)) / 2m: tres métodos para calcular el residuo correctivo (recursiva, explícita, matricial), la ley de concatenación de cadenas y la fórmula de potencias. Soporta n ∈ ℤ.
Identidad fundamental
Tm(n)=
3s·n + R(Cm(n))2m
s = Σ ci
R(Cm)=
2m·Tm(n) − 3s·n
ci = Ti−1(n) mod 2 · r(i) = c1+···+ci · s = r(m) · n ∈ ℤ
Entrada
n =
m =
Cálculo de R
Aplicación: Tm(n)
Ley de concatenación
Haz clic en un punto · entre posiciones ci para añadir o quitar un corte.
Potencias de cadena
R(BN)
=
R(B)
·
2pN − 3r0N
2p − 3r0
B = cadena base de longitud p
BN = concatenación de B consigo misma N veces
p = longitud(B), r0 = peso(B) = Σ ci
Repetir la cadena actual N =
veces
Módulo 3
Grafo G mod 6
Preámbulo — ¿qué visualiza este gráfico?
T: mapa de Collatz acelerado — T(n) = n/2 (par), (3n+1)/2 (impar), T(0)=0. La trayectoria es T⁰(n), T¹(n), T²(n), …
Grafo G mod 6: 6 nodos = residuos 0–5, 12 aristas. Escribe n = 6k + r. Cada nodo r tiene dos aristas salientes: ●verde (k par) y ●ámbar (k impar).
Periodicidad: todos los n con el mismo residuo mod 6 y la misma sucesión de paridades recorren exactamente el mismo camino en G durante m iteraciones — es decir, los miembros de una clase de congruencia módulo 6·2m comparten trayectoria durante m pasos.
SCCs: V₁={0} punto fijo · V₂={3} transitoria · V₃={1,2,4,5} atractor cerrado.
G' = G[V₃]: subgrafo inducido en el atractor. Distribución estacionaria: π(1)=π(4)=1/6, π(2)=π(5)=1/3.
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