３Ｘ＋１猜想多功能演示器制造技術

本發明專利技術公開了一種３Ｘ＋１猜想多功能演示器，由奇嵌套底板框（４）、奇嵌套板（１）和偶嵌套板（２）構成，其特征在于：所述的奇嵌套板（１）上印有二維數表，二維數表的單元格內印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正奇數；奇嵌套板每個單元格內安裝一個電源、一盞單珠雙路燈泡和一個常用開關；所述的偶嵌套板（２）上印有二維數表，二維數表的單元格內印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正偶數；偶嵌套板每個單元格內安裝一個電源、一盞單珠雙路燈泡和一個常用開關。本發明專利技術的有益效果：可查找出任意一個正整數按照３Ｘ＋１猜想運算法則計算變成１的運算結果和運算過程，并且顯示由這個正整數確定的奇嵌套和偶嵌套中無窮多個正整數同時變成１的運算結果和運算過程，演示證明科學難題３Ｘ＋１猜想。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及數學教育教學與科研領域，特別是一種用于3X+1猜想的數學教學與 科研演示器。
技術介紹
3X+1猜想為世界性的科學難題之一，2007年我國教育部、科學技術部、中國科學 院、國家自然科學基金會和科學出版社聯合，將3X+1猜想列入了《10000個科學難題》一書， 并且排在數學骨干難題第4位上，命名為“3X+1猜想”。60多年來，國外很多大學師生用最 先進的計算機計算，至今仍未探索到證明3X+1猜想的好的思路和方法。
技術實現思路
本專利技術想解決目前世界性的科學難題“3X+1猜想”無法通過簡單的推衍計算進行 表達與求解等的技術問題，目的在于提供一種使用簡單的組合面板即可完成“3X+1猜想”之 推衍計算、表達與求解的教學與科研用演示器。本專利技術的目的是通過下述技術方案實現的一種3X+1猜想多功能演示器，由奇嵌 套底板框、奇嵌套板和偶嵌套板跟集成電路匹配構成，其特征在于奇嵌套底板框、奇嵌套 板和偶嵌套板均呈長方形板狀，奇嵌套底板框的兩個長邊上各設有一根奇嵌套卡口條，奇 嵌套卡口條的一長側邊上設有10 30個齒槽，奇嵌套板水平地卡在奇嵌套底板框內，偶嵌 套板豎直地卡于兩根奇嵌套卡口條相對齒槽里；所述的奇嵌套板上印有二維數表，與對應 的集成電路匹配，其第一列為能級列，由第二行向下印有0-N的順序整數，其第一行為套層 行，由第二列向右印有0-N的順序整數，由第二行第二列的單元格至第N行第N列的單元格 內印有符合3X+1猜想的不同正奇數，且每個單元格內安裝一個電源、一盞單珠雙路燈泡和 一個常用開關；所述的偶嵌套板上印有二維數表，與對應的集成電路匹配，其第一列為區位 列，由第二行向下印有N-0的順序整數，其第一行為套層行，由第二列向右印有0-N的順序 整數，由第二行第二列的單元格至第N行第N列的單元格內印有符合3X+1猜想的不同正偶 數，由該表第0區位上的正奇數連續乘2嵌套出來，偶嵌套板每個單元格內安裝一個電源、 一盞單珠雙路燈泡和一個常用開關。所述偶嵌套板上的單珠雙路燈泡按套層串聯，所述奇嵌套板上的單珠雙路燈泡按 數族并聯，應用每個單元格內的常用開關實現燈光顯示功能。本專利技術在偶嵌套板上，每個單元格內的電源電壓相同，各列每次同時可使用多個 常用開關，各列之間可以同時各使用一個或幾個常用開關；在奇嵌套板上，每個單元格內的 電源電壓也相同，可以同時使用兩個或兩個以上的常用開關。在3X+1猜想中，對正奇數乘3加1，對正偶數除以2，各為1步的運算叫做原始角 谷運算，用符號“一”表示算式，例如3X3+1 = 10，表為3 — 10 ；56 + 2 = 28，表為56 — 28。 其中，把一個正奇數變成另一個正奇數的過程叫做進行了一次標準角谷運算，用符號“=>，， 表示算式，例如，11 — 34—17，是對11進行的一次標準角谷運算，表為11 =>17。把一個正整3數變成1時，就終止角谷運算，叫做把這個正整數角谷化。用角谷化表述3X+1猜想，3X+1猜 想可以嚴格地定義為“全體正整數都可角谷化”。3X+1又叫做角谷猜想。角谷化一個正奇 數進行標準角谷運算的次數叫做這個正奇數的能級。能級數為n的正奇數記為Pn，當Pn = 1時，能級n = 0 ；當Pn > 1時，能級為正整數n，意思是進行n次標準角谷運算，可把正奇數 戸 角谷化。例如角谷化正奇數7，得7二 11 二 17々13=>5二1.所以7的能級為5，11的能 級為4，17的能級為3，13的能級為2，5的能級為1，1的能級為0。如果正整數Z = 2mXPn， Pn是正奇數，m禾P n是自然數，那么有序自然數對n，m叫做正整數Z的角谷坐標，表為Z (n,m)，角谷坐標相同的正整數叫做同位數。進行標準角谷運算，把正奇數3，5，7，9，......，2k-l，2k+l角谷化，求出每個正奇數的能級，先把1,3,5,7,9,......，2k_l，2k+l分成0，1，2，......，N個不同的能級，在每個能級上，把最小的正奇數作為第I數族的套源，連續乘4加1，得不同套層，由左向右由小到大排列，嵌套成第I數族；又把剩下的正奇數中的最小正 奇數作為套源，連續乘4加1，得不同套層，由左向右由小到大排列，再嵌套成第II數族；循 環進行。第0能級只有唯一的一個正奇數1，作為第0能級第I數族，也作為第0能級第I數族的套源；第1能級只有第I數族5，21，85，341，.......從第2能級起，都有無窮多個數族，各數族按套源從小到大編排成第I，第II，第III，第IV，......各數族，制成奇嵌套，如圖4所示。奇嵌套里每個數族中的無窮多個正奇數都連續乘2，向空間延伸，制成無窮多 個偶嵌套。一個這樣的奇嵌套和若干個這樣的偶嵌套構成簡易型《3X+1猜想科學演示器》， 再與由單珠雙路燈泡、電源和常用開關設計生產的集成電路板匹配，如圖7和圖8所示，制 成《3X+1猜想多功能演示器》。本專利技術專利3X+1猜想多功能演示器，使用簡單的組合面板，解決了目前世界性的 科學難題“3X+1猜想”無法通過簡單的推衍計算進行表達與求解等的技術問題，以數學規 律簡單、明白的方式予以推衍計算、表達與求解；促進學生學習和人們大腦活動的過程，可 在全國中小學與科研單位大范圍推廣，也可在世界各國幼兒園和各類公共活動場所廣泛普 及和應用；制造時可使用價格低廉的木材、塑料、鐵板、鋁板、紙板等，本專利技術專利結構簡單， 制造工藝簡便，產品成本低，無毒副作用，使用中可以節省能源，可直接使用太陽能電池，環 保，便于操作，演示效果明顯，準確等諸多優點。容易打入國際市場，以其教學與科學價值和 處于國際數學界的領先地位，進入各國科學的殿堂。這里，需要說明和提示的是本專利技術專利3X+1猜想多功能演示器，把奇嵌套面板第 0能級第I數族上的正奇數1所在單元格設計成管道運輸控制中心，則本專利技術專利的演示 原理可轉化成管道運輸控制中心的控制原理，在污水廠及其污水管道網制造并安裝《污水 控制中心遠程計量器》，在自來水廠及其供水管道網制造并安裝《自來水控制中心遠程計量 器》、在石油燃氣企業制造并安裝《石油燃氣控制中心遠程計量器》，對污水、自來水、油、氣、 粉等由管道運輸的物質進行金額計量、控制和管理。本專利技術專利3X+1猜想多功能演示器的有益效果可查找出任意一個正整數按照 3X+1猜想運算法則計算變成1的運算結果和運算過程，并且顯示由這個正整數確定的奇嵌 套和偶嵌套中無窮多個正整數同時變成1的運算結果和運算過程，即同一高能級上每個偶 嵌套上二維數表中的無窮多個正偶數，通過3X+1猜想除以2的原始角谷運算，變成與之對 應的奇嵌套板上二維數表中同一個數族里的無窮多個正奇數，再通過一次標準角谷運算， 這個數族里的無窮多個正奇數都變成次高能級上的同一個正奇數。照此演變，最后回歸為第0能級上唯一的正奇數1，從而演示證明科學難題3X+1猜想的研究成果。 附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為本專利技術的奇嵌套底板框示意圖；圖3為本專利技術作教學用時的奇嵌套板示意圖；圖4為本專利技術作科研用時的奇嵌套板示意圖；圖5為本專利技術的偶嵌套板示意圖一；圖6為本專利技術的偶嵌套板示意圖二 ；圖7為本專利技術的奇嵌套板集成電路圖；圖8為本專利技術的偶嵌套板通用集成電路圖；圖中標號說本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種３Ｘ＋１猜想多功能演示器，由奇嵌套底板框（４）、奇嵌套板（１）和偶嵌套板（２）構成，其特征在于：奇嵌套底板框（４）的兩個長邊上各設有一根奇嵌套卡口條（３），奇嵌套卡口條（３）的一長側邊上設有１０～３０個齒槽，奇嵌套底板框（４）、奇嵌套板（１）和偶嵌套板（２）均呈長方形板狀，奇嵌套板（１）水平地卡在奇嵌套底板框（４）內，偶嵌套板（２）豎直地卡于兩根奇嵌套卡口條（３）相對齒槽里；所述的奇嵌套板（１）上印有二維數表，與對應的集成電路匹配，其第一列為能級列，由第二行向下印有０－Ｎ的順序整數，其第一行為套層行，由第二列向右印有０－Ｎ的順序整數，由第二行第二列的單元格至第Ｎ行第Ｎ列的單元格內印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正奇數，且每個單元格內安裝一個電源、一盞單珠雙路燈泡和一個常用開關；所述的偶嵌套板（２）上印有二維數表，與對應的集成電路匹配，其第一列為區位列，由第二行向下印有Ｎ－０的順序整數，其第一行為套層行，由第二列向右印有０－Ｎ的順序整數，由第二行第二列的單元格至第Ｎ行第Ｎ列的單元格內印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正偶數，由該表第０區位上的正奇數連續乘２嵌套出來；偶嵌套板（２）與對應的集成電路匹配，每個單元格內安裝一個電源、一盞單珠雙路燈泡和一個常用開關。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李中平，
申請(專利權)人：李中平，
類型：發明
國別省市：51[中國|四川]