Kolakoski序列

Kolakoski序列

Kolakoski序列是一個僅由1和2組成的無限數列,是一種通過“自描述”來定義的數列。他在整數數列大全網站上排名第二位,足見該數列在組合數學界中的重要性。

基本介紹

  • 中文名:Kolakoski序列
  • 外文名:Kolakoski Squence
  • 數列分類:整數數列,無限數列
定義,性質,未解之謎,

定義

Kolakoski序列是一個僅由1和2組成的無限數列,是一種通過“自描述”來定義的數列。他的前幾項為
1,2,2,1,1,2,1,2,2,1,2,2,1,1,2,1,1,2,2,1,2,1,1,2,1,2,2,1,1,…(OEIS上的A000002)
它的定義很簡單,若把數列中相同的數定為一組,令a(1)=1,a(2)=2,則a(n)等於第n組數的長度。
可以根據這個定義來推算第三項以後的數:例如由於a(2)=2,因此第2組數的長度是2,因此a(3)=2,;
由於a(3)=2,所以第三組數的長度是2,因此a(4)=a(5)=1;由於a(4)=1,a(5)=1,所以第四組數和第五組數的長度都為1,因此a(6)=2,a(7)=1,以此類推。

性質

Kolakoski序列並不是一個循環數列,這一點可以通過反證法來證明。
它還是一個分形數列:將數列中相鄰的數字以其個數合併,得到的將是數列本身!
Kolakoski序列的遊程編碼圖也很好地展示了其遞歸性(見詞條示意圖)。

未解之謎

隨著n的增大,這個數列的1和2的個數是否趨於相等呢?或者說,1在數列中的比例是否趨近於1/2?現在還沒有人能證明出來。而且最近有研究表明,這個極限很可能不是1/2。Chvátal已經證明了1的密度的上界為0.50084。
另外,如此簡單的數列,目前仍然沒有發現可以用解析方式來表達的通項公式。

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