３Ｘ＋１猜想多功能演示器制造技术

本发明专利技术公开了一种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）构成，其特征在于：所述的奇嵌套板（１）上印有二维数表，二维数表的单元格内印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正奇数；奇嵌套板每个单元格内安装一个电源、一盏单珠双路灯泡和一个常用开关；所述的偶嵌套板（２）上印有二维数表，二维数表的单元格内印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正偶数；偶嵌套板每个单元格内安装一个电源、一盏单珠双路灯泡和一个常用开关。本发明专利技术的有益效果：可查找出任意一个正整数按照３Ｘ＋１猜想运算法则计算变成１的运算结果和运算过程，并且显示由这个正整数确定的奇嵌套和偶嵌套中无穷多个正整数同时变成１的运算结果和运算过程，演示证明科学难题３Ｘ＋１猜想。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数学教育教学与科研领域，特别是一种用于3X+1猜想的数学教学与 科研演示器。
技术介绍
3X+1猜想为世界性的科学难题之一，2007年我国教育部、科学技术部、中国科学 院、国家自然科学基金会和科学出版社联合，将3X+1猜想列入了《10000个科学难题》一书， 并且排在数学骨干难题第4位上，命名为“3X+1猜想”。60多年来，国外很多大学师生用最 先进的计算机计算，至今仍未探索到证明3X+1猜想的好的思路和方法。
技术实现思路
本专利技术想解决目前世界性的科学难题“3X+1猜想”无法通过简单的推衍计算进行 表达与求解等的技术问题，目的在于提供一种使用简单的组合面板即可完成“3X+1猜想”之 推衍计算、表达与求解的教学与科研用演示器。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的一种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电路匹配构成，其特征在于奇嵌套底板框、奇嵌套 板和偶嵌套板均呈长方形板状，奇嵌套底板框的两个长边上各设有一根奇嵌套卡口条，奇 嵌套卡口条的一长侧边上设有10 30个齿槽，奇嵌套板水平地卡在奇嵌套底板框内，偶嵌 套板竖直地卡于两根奇嵌套卡口条相对齿槽里；所述的奇嵌套板上印有二维数表，与对应 的集成电路匹配，其第一列为能级列，由第二行向下印有0-N的顺序整数，其第一行为套层 行，由第二列向右印有0-N的顺序整数，由第二行第二列的单元格至第N行第N列的单元格 内印有符合3X+1猜想的不同正奇数，且每个单元格内安装一个电源、一盏单珠双路灯泡和 一个常用开关；所述的偶嵌套板上印有二维数表，与对应的集成电路匹配，其第一列为区位 列，由第二行向下印有N-0的顺序整数，其第一行为套层行，由第二列向右印有0-N的顺序 整数，由第二行第二列的单元格至第N行第N列的单元格内印有符合3X+1猜想的不同正偶 数，由该表第0区位上的正奇数连续乘2嵌套出来，偶嵌套板每个单元格内安装一个电源、 一盏单珠双路灯泡和一个常用开关。所述偶嵌套板上的单珠双路灯泡按套层串联，所述奇嵌套板上的单珠双路灯泡按 数族并联，应用每个单元格内的常用开关实现灯光显示功能。本专利技术在偶嵌套板上，每个单元格内的电源电压相同，各列每次同时可使用多个 常用开关，各列之间可以同时各使用一个或几个常用开关；在奇嵌套板上，每个单元格内的 电源电压也相同，可以同时使用两个或两个以上的常用开关。在3X+1猜想中，对正奇数乘3加1，对正偶数除以2，各为1步的运算叫做原始角 谷运算，用符号“一”表示算式，例如3X3+1 = 10，表为3 — 10 ；56 + 2 = 28，表为56 — 28。 其中，把一个正奇数变成另一个正奇数的过程叫做进行了一次标准角谷运算，用符号“=>，， 表示算式，例如，11 — 34—17，是对11进行的一次标准角谷运算，表为11 =>17。把一个正整3数变成1时，就终止角谷运算，叫做把这个正整数角谷化。用角谷化表述3X+1猜想，3X+1猜 想可以严格地定义为“全体正整数都可角谷化”。3X+1又叫做角谷猜想。角谷化一个正奇 数进行标准角谷运算的次数叫做这个正奇数的能级。能级数为n的正奇数记为Pn，当Pn = 1时，能级n = 0 ；当Pn > 1时，能级为正整数n，意思是进行n次标准角谷运算，可把正奇数 戸 角谷化。例如角谷化正奇数7，得7二 11 二 17々13=>5二1.所以7的能级为5，11的能 级为4，17的能级为3，13的能级为2，5的能级为1，1的能级为0。如果正整数Z = 2mXPn， Pn是正奇数，m禾P n是自然数，那么有序自然数对n，m叫做正整数Z的角谷坐标，表为Z (n,m)，角谷坐标相同的正整数叫做同位数。进行标准角谷运算，把正奇数3，5，7，9，......，2k-l，2k+l角谷化，求出每个正奇数的能级，先把1,3,5,7,9,......，2k_l，2k+l分成0，1，2，......，N个不同的能级，在每个能级上，把最小的正奇数作为第I数族的套源，连续乘4加1，得不同套层，由左向右由小到大排列，嵌套成第I数族；又把剩下的正奇数中的最小正 奇数作为套源，连续乘4加1，得不同套层，由左向右由小到大排列，再嵌套成第II数族；循 环进行。第0能级只有唯一的一个正奇数1，作为第0能级第I数族，也作为第0能级第I数族的套源；第1能级只有第I数族5，21，85，341，.......从第2能级起，都有无穷多个数族，各数族按套源从小到大编排成第I，第II，第III，第IV，......各数族，制成奇嵌套，如图4所示。奇嵌套里每个数族中的无穷多个正奇数都连续乘2，向空间延伸，制成无穷多 个偶嵌套。一个这样的奇嵌套和若干个这样的偶嵌套构成简易型《3X+1猜想科学演示器》， 再与由单珠双路灯泡、电源和常用开关设计生产的集成电路板匹配，如图7和图8所示，制 成《3X+1猜想多功能演示器》。本专利技术专利3X+1猜想多功能演示器，使用简单的组合面板，解决了目前世界性的 科学难题“3X+1猜想”无法通过简单的推衍计算进行表达与求解等的技术问题，以数学规 律简单、明白的方式予以推衍计算、表达与求解；促进学生学习和人们大脑活动的过程，可 在全国中小学与科研单位大范围推广，也可在世界各国幼儿园和各类公共活动场所广泛普 及和应用；制造时可使用价格低廉的木材、塑料、铁板、铝板、纸板等，本专利技术专利结构简单， 制造工艺简便，产品成本低，无毒副作用，使用中可以节省能源，可直接使用太阳能电池，环 保，便于操作，演示效果明显，准确等诸多优点。容易打入国际市场，以其教学与科学价值和 处于国际数学界的领先地位，进入各国科学的殿堂。这里，需要说明和提示的是本专利技术专利3X+1猜想多功能演示器，把奇嵌套面板第 0能级第I数族上的正奇数1所在单元格设计成管道运输控制中心，则本专利技术专利的演示 原理可转化成管道运输控制中心的控制原理，在污水厂及其污水管道网制造并安装《污水 控制中心远程计量器》，在自来水厂及其供水管道网制造并安装《自来水控制中心远程计量 器》、在石油燃气企业制造并安装《石油燃气控制中心远程计量器》，对污水、自来水、油、气、 粉等由管道运输的物质进行金额计量、控制和管理。本专利技术专利3X+1猜想多功能演示器的有益效果可查找出任意一个正整数按照 3X+1猜想运算法则计算变成1的运算结果和运算过程，并且显示由这个正整数确定的奇嵌 套和偶嵌套中无穷多个正整数同时变成1的运算结果和运算过程，即同一高能级上每个偶 嵌套上二维数表中的无穷多个正偶数，通过3X+1猜想除以2的原始角谷运算，变成与之对 应的奇嵌套板上二维数表中同一个数族里的无穷多个正奇数，再通过一次标准角谷运算， 这个数族里的无穷多个正奇数都变成次高能级上的同一个正奇数。照此演变，最后回归为第0能级上唯一的正奇数1，从而演示证明科学难题3X+1猜想的研究成果。 附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的奇嵌套底板框示意图；图3为本专利技术作教学用时的奇嵌套板示意图；图4为本专利技术作科研用时的奇嵌套板示意图；图5为本专利技术的偶嵌套板示意图一；图6为本专利技术的偶嵌套板示意图二 ；图7为本专利技术的奇嵌套板集成电路图；图8为本专利技术的偶嵌套板通用集成电路图；图中标号说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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）构成，其特征在于：奇嵌套底板框（４）的两个长边上各设有一根奇嵌套卡口条（３），奇嵌套卡口条（３）的一长侧边上设有１０～３０个齿槽，奇嵌套底板框（４）、奇嵌套板（１）和偶嵌套板（２）均呈长方形板状，奇嵌套板（１）水平地卡在奇嵌套底板框（４）内，偶嵌套板（２）竖直地卡于两根奇嵌套卡口条（３）相对齿槽里；所述的奇嵌套板（１）上印有二维数表，与对应的集成电路匹配，其第一列为能级列，由第二行向下印有０－Ｎ的顺序整数，其第一行为套层行，由第二列向右印有０－Ｎ的顺序整数，由第二行第二列的单元格至第Ｎ行第Ｎ列的单元格内印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正奇数，且每个单元格内安装一个电源、一盏单珠双路灯泡和一个常用开关；所述的偶嵌套板（２）上印有二维数表，与对应的集成电路匹配，其第一列为区位列，由第二行向下印有Ｎ－０的顺序整数，其第一行为套层行，由第二列向右印有０－Ｎ的顺序整数，由第二行第二列的单元格至第Ｎ行第Ｎ列的单元格内印有符合３Ｘ＋１猜想的不同正偶数，由该表第０区位上的正奇数连续乘２嵌套出来；偶嵌套板（２）与对应的集成电路匹配，每个单元格内安装一个电源、一盏单珠双路灯泡和一个常用开关。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李中平，
申请(专利权)人：李中平，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]