Collatz Problemi: Pozitif bir tam sayı seçilir. Sayı tek ise 3 katına bir eklenir. Çift ise 2'ye bölünür. Her bir sonuçta bu kurala göre devam edilir. Örneğin;
5 -> 16 -> 8 -> 4 -> 2 -> 1
14 -> 7 -> 22 -> 11 -> 34 -> 17 ....
Problem ise, bu işlem sonucunda 1 sayısını vermeyen bir pozitif tam sayı olup olmadığıdır.
Eğer tersten düşünecek olursak, yani böyle bir sayının var olduğunu varsayarsak, bunun ancak şu durumda mümkün olabileceğini söyleyebilir miyiz?
Sayımız k iken;
( ( ( (k . 3 + 1) / 2 ) . 3 + 1 ) / 2 ) . . . = k [ancak döngüye girmesiyle mümkün]
Bu durumda altı çizili ifadeye a dersek; (k= (2a-1) / 3)
sonsuza giden işlem çözümünden;
a = (2a-1) / 3 buradan a=-1 buluruz.
İlk sayıyı 1 olarak seçersek doğrudan sonuca ulaşırız. Aynı şeyi sadece -1'in sağladığını gördük. "Yani pozitif tam sayılar için de negatif tam sayılar için de sağlayan başka değer yoktur." diyebilir miyiz?