Conway-Folge

Die Conway-Folge ist eine nach dem britischen Mathematiker John Horton Conway benannte mathematische Folge. Sie wurde erstmals 1986 von John Conway publiziert. (Lit.: Conway, 1986).

Die Conway-Folge findet man sehr oft als Knobelaufgabe wieder. Dabei werden meistens die ersten paar Folgenglieder offengelegt und der Rätselkandidat aufgefordert, die Folge fortzusetzen. Auf Grund der recht ungewöhnlichen Definition der Folge hat dies einiges Potential zum Kopfzerbrechen.

Aufgrund ihrer Bildungsweise nannte Conway sie audioaktive Folge.

Definition

Die Glieder der Folge werden auf eine für die Mathematik recht kuriose Art und Weise rekursiv definiert. Die Glieder sind hierbei nicht im eigentlichen Sinn als Zahlen im Dezimalsystem anzusehen, sondern lediglich als Ziffernfolgen, aus deren Beschreibung jeweils die Nachfolgerziffernfolge bestimmt wird. Startwert ist stets eine positive natürliche Zahl (beziehungsweise eine beliebige Ziffernfolge), üblicherweise . Zur Bestimmung des Folgegliedes bestimmt man die Länge der Blöcke gleicher Ziffern in der Vorgängerzahl und schreibt die Häufigkeit und Ziffer für jeden Block hintereinander. Die so geschriebene Zahl ist das nächste Folgenglied.

Veranschaulichung der Definition für d = 1

nVorgängern-tes Folgeglied
11
2eine Eins11
3zwei Einsen21
4eine Zwei, eine Eins1211
5eine Eins, eine Zwei, zwei Einsen111221
6drei Einsen, zwei Zweien, eine Eins312211
7eine Drei, eine Eins, zwei Zweien, zwei Einsen13112221
usw.
70Dezimaldarstellung hat 179.691.598 Stellen.

Conway-Folge für verschiedene Anfangswerte

dReiheOEIS-Link
11, 11, 21, 1211, 111221, 312211, 13112221, 1113213211, …Folge A005150 in OEIS
22, 12, 1112, 3112, 132112, 1113122112, 311311222112, …Folge A006751 in OEIS
33, 13, 1113, 3113, 132113, 1113122113, 311311222113, …Folge A006715 in OEIS
2222, 22, 22, …(Folge ist stationär)

Mathematische Eigenschaften

  • Die Länge der Folge divergiert für alle Startwerte mit Ausnahme der 22 gegen und wächst sehr schnell. Die Dezimaldarstellung des 70. Folgengliedes für hat bereits 179.691.598 Stellen. Asymptotisch wächst die Länge der Folgenglieder mit der Geschwindigkeit . Hierbei bezeichnet die so genannte Conway-Konstante.
  • Sofern im Startwert nur die Ziffern 1, 2 und 3 enthalten sind und alle Folgen gleicher Ziffern höchstens drei Ziffern lang sind, bestehen auch alle weiteren Glieder der Conway-Folge nur aus den Ziffern 1, 2 und 3, wobei niemals die Ziffernfolge …333… vorkommt.

Siehe auch

Literatur

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