设置 | 登录 | 注册

目前共有3篇帖子。

【AI生成】如何比較3→3→3→3和TREE(3)的大小?

1楼 圆环之理 2025-8-19 20:45
內容由 AI 生成,請仔細甄別
2楼 圆环之理 2025-8-19 20:47

首先,用戶的問題是:「如何比較3→3→3→3和TREE(3)的大小?」這裡的「→」可能表示康威鏈式箭頭符號(Conway chained arrow notation),這是一種用於表示極大數的大數表示法。TREE(3)是Kruskal樹定理中的一個著名大數。


我需要回憶一下康威鏈式箭頭符號。鏈式箭頭定義為:


單個箭頭:a → b = a^b


兩個箭頭:a → b → c = a ↑↑ ... ↑↑ b(有c個↑),這是高德納箭頭的表示法。


更一般地,鏈式箭頭的規則是:


1.

a → b = a^b


2.

a → b → c = a ↑ᵇ c(使用高德納箭頭表示)


具體到鏈式箭頭:


以右端開始:鏈的最後一個數字控制箭頭的數量。


標準規則:


如果鏈以1結束,那麼a → ... → x → 1 = a → ... → x


否則,遞歸定義:a → ... → b → (c+1) = a → ... → (a → ... → b → c) → c(等等,我需要更精確)


康威鏈式箭頭的遞歸定義:


對於兩個元素:p → q = p^q


對於三個或更多:以右端數字定義。


具體來說:


a → b → c 表示 「a 後接 b 個箭頭的 c」


但鏈式箭頭更通用。


對於鏈 a1 → a2 → ... → an:


如果 n = 2, a → b = a^b


如果 n ≥ 3 且 末尾為 1, a → ... → x → 1 = a → ... → x


如果 n ≥ 3 且 末尾不為 1, 那麼 a → ... → x → (y+1) = a → ... → (a → ... → x → y) → y(這有點亂)


更好的方式:鏈式箭頭通過減少鏈長來定義。


例如:


a → b → c = a ↑ᶜ b(高德納箭頭)


高德納箭頭的定義為:


a ↑¹ b = a^b


a ↑ⁿ 1 = a 對於 n > 1


a ↑ⁿ b = a ↑ⁿ⁻¹ (a ↑ⁿ (b-1)) 對於 b > 1


但在鏈式箭頭中,a → b → c 相當於 a ↑ᶜ b。


現在,用戶寫的是「3→3→3→3」,所以這是一個四個元素的鏈:3 → 3 → 3 → 3。


我需要計算 3 → 3 → 3 → 3。


首先,回憶鏈式箭頭的規則。


鏈式箭頭的一般規則:


1.

整個鏈當最右邊是1時,等於去掉那個1的鏈。即,p → ... → q → 1 = p → ... → q。


2.

當鏈長度大於2,且最右邊大於1時,設 X 為去掉最後兩個元素的序列,Y 為倒數第二個元素,Z 為最後一個元素。


那麼 X → Y → Z = X → (X → Y → (Z-1)) → (Z-1)?不是。


標準定義:


讓 P → Q 表示鏈,其中 Q 是最後一個數字。


更好使用遞歸。


定義:


對於兩個元素的鏈:p → q = p^q


對於三個或更多:a₁ → a₂ → ... → a_{n-1} → a_n


其中 n ≥ 3.


規則:


如果 a_n = 1, 則 a₁ → ... → a{n-1} → 1 = a₁ → ... → a{n-1}


如果 a_n > 1, 則讓 b = a₁ → a₂ → ... → (a_{n-1} - 1) → a_n(但這可能不完整)


更清晰:當 n ≥ 3 且右端 a_n > 1 時,


a₁ → a₂ → ... → a{n-1} → a_n = a₁ → a₂ → ... → (a₁ → a₂ → ... → a{n-1} → (a_n - 1)) → (a_n - 1)


? 這似乎有點亂。


對於具體例子:3 → 3 → 3 → 3。


讓我一步一步計算。


由於鏈中有四個元素,我可以用更短的鏈來定義它。


回憶 a → b → c 首先。


例如,3 → 3 → 2。


但用戶有3 → 3 → 3 → 3,所以 n=4。


讓我用高德納箭頭表示法或類似方式來表示。


在鏈式箭頭表示法中,a → b → c 表示迭代冪次或更高階。


特別地,a → b → c 的增長大約在 c 層級的快速增長層級中。


但需要數值。


對於 3 → 3 → 3 → 3。


設 S = 3 → 3 → 3 → 3。


由於最後一個是 3>1,規則如下:


對於一個包含四個元素的序列:p → q → r → s,其中 s>1,


p → q → r → s = p → q → (p → q → (r-1) → s) → (s-1) 或者類似的形式?我需要查一下定義。


我記得對於康威鏈式箭頭,其遞歸定義基於最右邊不為1的數字。


標準方式:鏈式箭頭通過減少最右側的數字並複製部分鏈來求值。


例如,2 → 3 → 2。


首先,2 → 3 → 2。因為 n=3,r=2>1,所以 2 → 3 → 2 = 2 → (2 → 2 → 1) → 1?等等,定義是:


p → q → r = p → (p → q → (r-1)) → (r-1) 對於 r>1,並且當最後是1時,p → q → 1 = p → q。


但這裡的 q 可能是一個鏈。


基本案例:當鏈以1結尾時,可以去掉它。


當最右邊 >1 時,它會觸發一個遞歸,其中倒數第二個元素減少,但整個鏈被複製。


對於一個包含 n 個元素的鏈:a1 → a2 → ... → an


如果 an = 1,則等於 a1 → ... → a_{n-1}


如果 an > 1 且 a{n-1} = 1,但通常 a{n-1} >1,但也不一定。


規則是:找到一個最右邊的大於1的數字,但通常我們取最後兩個。


設 P = a1 → a2 → ... → a_{n-2}(對於 n>2)


那麼 a1 → a2 → ... → a{n-1} → an = P → (P → a{n-1} → (an - 1)) → (an - 1)?我不確定。


對於 n=3:p → q → r = p → (p → q → (r-1)) → (r-1) 當 r>1 時成立


當 r=1 時,p → q → 1 = p → q


對於 n=4:p → q → r → s


如果 s = 1,則 p → q → r → 1 = p → q → r


如果 s >1,則 p → q → r → s = p → q → (p → q → (r-1) → s) → (s-1)?這有些令人困惑。


我認為一個常見的方法是從右邊開始計算。


但是我們來回憶一些數值。


例如,2 → 2 → 2 → 2。


首先,2 → 2 → 2。因為 2 → 2 = 4,但 2 → 2 → 2 = 2 → (2 → 1 → 2) → 1,不行。


2 → 2 → 2:因為 r=2>1,所以 2 → 2 → 2 = 2 → (2 → 2 → 1) → (2-1) 但是 r-1=1,而 2 → 2 → 1 = 2 → 2 = 4,所以 2 → (4) → 1 = 2 → 4 → 1 = 2 → 4 = 16?不對。


2 → 4 → 1 = 2 → 4,因為是 a → b → 1 = a → b。


但鏈式寫法中,p → q → r 當 r=2 時:p → q → 2 = p → (p → q → 1) → (2-1) = p → (p → q) → 1 = p → (p^q) → 1 = p → (p^q) 因為 →1 被忽略。


類似地,p → q → 2 = p → (p^q)


例如,3 → 3 → 2 = 3 → (3^3) = 3 → 27 = 3^27 = 7625597484987


3^27 是 7.6e12,沒錯。


現在對於四個元素:p → q → r → s


當 s>1 時,p → q → r → s = p → q → (p → q → (r-1) → s) → (s-1)?不對。


我找到了一個參考資料:在維基百科或者數學世界裡,鏈式箭頭的定義是:


a → b → c = a↑ᶜ b(高德納箭頭)


更長的鏈:a→b→c→d = a→b→(a→b→(c-1)→d)→(d-1) 對於 c>1, d>1,但這是用於減少 c 的。


標準遞歸:


對於序列 X → y → z,其中 X 是序列或數字,但通常 X 代表序列。


讓序列以 ... → y → z 的形式,其中 z >1。


那麼 ... → y → z = ... → ( ... → y → (z-1) ) → (z-1)


但當 y=1 時,它可能被省略,但通常假設所有數都 ≥1。


在 3 → 3 → 3 → 3 的例子裡,序列是 a=3,b=3,c=3,d=3。


所以對於 d=3>1,那麼 3 → 3 → 3 → 3 = 3 → 3 → ( 3 → 3 → (3-1) → 3 ) → (3-1) = 3 → 3 → ( 3 → 3 → 2 → 3 ) → 2


c 是倒數第二項,在序列中,對於 p → q → r → s,其中 r 是倒數第二項,s 是最後一項。


所以對於 p→q→r→s,當 s>1 時,它等於 p→q→( p→q→(r-1)→s )→(s-1)


是的,如上所述。


所以這裡 p=3, q=3, r=3, s=3。


所以 3→3→3→3 = 3→3→( 3→3→(3-1)→3 )→(3-1) = 3→3→( 3→3→2→3 )→2


現在,我需要計算 3→3→2→3。


首先,3→3→2→3。


s=3>1,所以 3→3→2→3 = 3→3→( 3→3→(2-1)→3 )→(3-1) = 3→3→( 3→3→1→3 )→2


現在,3→3→1→3。但 r=1,對於序列 p→q→1→s,但鏈式箭頭的定義是當序列中出現 1 時,會提前終止。


規則: 如果鏈中的任何元素是 1,除了開頭或結尾,但結尾的 1 會被移除,而中間的 1 可能會被忽略,不過我們來看一下。


正式地,對於序列中的 1,它會使數字變小。


在 3→3→1→3 中,序列是四個元素,但第二個數字是 3,然後是 1,然後是 3。


規則: 對於序列 p→q→1→s。


因為倒數第二個數字是 1,但序列為 ... → a → 1 → b 的寫法,其中 b 是最後一個。


當序列中某個元素為 1,且該元素不是第一個或最後一個時,會觸發特殊規則。


在康威鏈式表示法中,對於 X → 1 → Y,其中 X 和 Y 是序列或數字,但如果 X 是序列,它可能會變得複雜。


但通常,對於像 p → q → 1 → r 這樣的序列,其中 q=1。


但這裡 q 是 3,在 3→3→1→3 中,數字是:第一個 3,第二個 3,第三個是 1,第四個是 3。


所以位置:第三個數字是 1。


規則是:如果鏈中的某個數字是 1,並且它之後還有其他數字,但 1 在序列中會「重置」某些東西。


我記得序列中如果有 1,該序列等於第一個數字之類的,但僅當 1 不是第一個或最後一個時。


例如,p → 1 → q = p,因為 a→1→b = a 對於所有 b,但這樣對嗎?


a→1→b:當有兩個箭頭時,a→1→b = a,因為 a→1→b 應該等於 a↑ᵇ 1,但 a↑ᵇ 1 = a 對於所有 b,根據高德納箭頭:a↑ⁿ1 = a 對於 n≥1。


但鏈式箭頭中,直接有 a→1→b = a,但需驗證。


例如,3→1→3:根據定義,由於中間是 1,3→1→3 應該等於 3,因為 1 的迭代沒有效果。


類似地,對於長鏈,如果序列中有 1,那麼該序列等價於直到 1 的子序列之類的。


但官方規則:對於序列 X → 1 → Y,其中 X 和 Y 是子序列,它等於 X。


因為 1 作為操作的來源時,無法進行。


在序列中,對於 p → q → 1 → r,由於 1 在中間,它應該簡化為 p → something。


但根據之前的遞歸,在計算 3→3→1→3 時,我們有 s=3>1,所以 3→3→1→3 = 3→3→( 3→3→(1-1)→3 )→ (3-1)


但1-1=0,而0在序列中未定義,所以出錯了。


因此對於序列中有1的情況,有特殊處理。


當序列中某個元素為1時,我們需要在該1的位置分割序列。


基本規則:如果序列中包含1,並且該1不是第一個或最後一個,那麼整個序列等於第一個元素(如果1在第一個之後),但需要查閱。


我記得在鏈式箭頭記法中,如果除了第一個和最後一個以外的任何元素是1,該鏈會提前終止,並且值只到該1為止之類的。


例如,p → q → 1 → r = p → q,因為當1出現在鏈中時,1之後的序列被忽略。


是嗎?例如,2→2→1→2。


2→2→1→2:由於1在中間,2→2→1→2應該等於2→2 = 4,而不是更大。


但如果是2→2→2→2,它會很大。


所以可能,對於X → 1 → Y,等於X,其中X是序列的一部分。


在3→3→1→3的情況下,它應該是3→3,因為1之後的內容無關緊要。


類似地,一般而言,對於序列a1 → a2 → ... → an,如果存在某個i,1<i<n,且ai=1,那麼該序列等於 a1 → a2 → ... → a_{i-1}。


是的,這是一個常見規則。


所以對於3→3→1→3,由於索引3(從1開始)為1,且1<i<4,所以它等於直到前一個元素,即3→3 = 27。


3→3 = 3^3 = 27。


類似地,在3→3→2→3中,我們有3→3→1→3 = 3→3 = 27。


回到3→3→2→3 = 3→3→( 3→3→1→3 ) → (3-1) = 3→3→(27) → 2


現在3→3→27→2


序列為 p=3, q=3, r=27, s=2。


s=2>1,所以 3→3→27→2 = 3→3→( 3→3→(27-1)→2 ) → (2-1) = 3→3→( 3→3→26→2 ) → 1


由於鏈以 →1 結尾,3→3→( ... )→1 = 3→3→( exp ),因為 →1 被省略。


更嚴格地講:序列末尾是 → ... → z → 1 時,z → 1 被移除。


所以 3→3→( ... )→1 = 3→3→( expression )


這裡的表達式是 ( 3→3→26→2 )


所以 3→3→27→2 = 3→3→ (3→3→26→2) → 1 = 3→3→ (3→3→26→2) ,因為移除最後的 →1


現在,3→3→26→2 本身需要計算,但通過遞歸,它將會很大。


由於我們是在比較中,可能不需要數值,只需要大小。


但首先,我們回到原始。


回到 3→3→3→3 = 3→3→( 3→3→2→3 )→2


而我們有 3→3→2→3 = 3→3→27→2,如上所述。


由上文,3→3→2→3 = 3→3→ (3→3→26→2) ,省略了 →1 部分


但我們需要在原始表達式中使用它。


3→3→3→3 = 3→3→ [3→3→2→3] →2 = 3→3→ [3→3→ (3→3→26→2) ] →2


由於 [ ] 內的部分很大,且外部是 →2,這表示類似 p → q → 2 的形式。


回憶 p → q → 2 = p → (p → q → 1) → 1 等等不對。


p → q → 2 = p → (p^q),如前所述。


但對於更長的鏈,此處為 3→3→ exp →2,其中 exp 是某個表達式。


序列是 3→3→ X →2,其中 X 是 [3→3→ (3→3→26→2) ]


所以這是一個三元素鏈:A → B → C,其中 A=3,B 是 "3",但等等,序列是固定的元素。


在 3→3→ X →2 中,這是四個元素:第一個 3,第二個 3,第三個是 X,第四個是 2。


所以對於序列 a→b→c→d,其中 a=3, b=3, c=X, d=2。


d=2>1,所以它等於 a→b→( a→b→(c-1)→d )→(d-1)


但 c 是 X,是一個表達式,不是數字,所以我們需要保持它為值。


但在這個例子中,d=2,所以 3→3→X→2 = 3→3→( 3→3→(X-1)→2 )→(2-1) = 3→3→( 3→3→(X-1)→2 )→1


而由於以 →1 結尾,它等於 3→3→( 3→3→(X-1)→2 )


這變得混亂,因為 X 本身是大的。


也許對於更長的鏈,3→3→X→2 的增長類似於迭代的冪次。


但讓我們想想快速增長層級 (FGH)。


鏈式箭號與FGH相關聯。


TREE(3) 在 FGH 中大於任何可計算的等級,但 TREE(3) 是有限的。


首先,3→3→3→3 是一個有限的數字,但很大。


TREE(3) 也非常大,但兩者相比如何呢?


也許 3→3→3→3 比 TREE(3) 小,但我不確定。


我回憶起康威鏈式箭號與葛立恆數等的比較。


例如,葛立恆數大約是 3→3→64→2 或類似的數。


葛立恆數是 g64,其中 g1 = 3→3→4,g2 = 3→3→g1,等等,不對。


在鏈式箭號中,3→3→n 表示當 n=64 時的葛立恆數,但又不完全是。


葛立恆數:g1 = 3↑↑↑↑3 = 3→3→4


然後 g2 = 3↑ᵍ¹ 3 = 3→3→g1


但 g1 很大,所以 g2 = 3→3→(3→3→4)


葛立恆數大約是 3→3→65→2 或 3→3→64→2?我們來回憶一下。


具體來說,g64 其中 g1 = 3↑↑↑↑3 = 3→3→4


g2 = 3↑↑↑...↑3,含有 g1 個上箭頭,因此是 3→3→g1


由於 3→3→n 表示的是 3 的上一層迭代冪次 n 次,但寫成高德納箭號形式。


高德納:a↑b = a^b,a↑↑b 是迭代冪次,等等。


3→3→n = 3↑↑...↑3,其中 n 個上箭頭,所以當 n=4 時,3→3→4 = 3↑↑↑↑3。


然後 g1 = 3→3→4


g2 = 3→3→(3→3→4) = 3→3→g1


g3 = 3→3→g2,以此類推,直到 g64。


因此 g64 = 3→3→g63


但就鏈式箭號而言,g64 類似於 3→3→65→2,因為 3→3→1→2 = 3→3→1 = 3→3 = 27,但葛立恆數始於3→3→4。


注意 3→3→k→2 for k>1.


3→3→k→2 = 3→3→ (3→3→(k-1)→2 ) 從之前得出,當 d=2 時。


3→3→k→2 = 3→3→A,其中 A = 3→3→(k-1)→2,但通過遞歸,它定義了具有 k-1 次應用的迭代。


對於整數 k,3→3→k→2 = g_k,其中 g1 = 3→3→2?我們來看:


當 k=2 時:3→3→2→2 = 3→3→ (3→3→1→2 ) →1


3→3→1→2:由於中間是1,3→3→1→2 應該等於 3→3 = 27


然後 3→3→2→2 = 3→3→27→1 = 3→3→27


而 3→3→27 = 3↑²⁷ 3,一個具有 27 個上箭頭的冪塔,非常大。


但葛立恆數 g1 = 3→3→4,比這個小。


3→3→4 是 4 個上箭頭,而 3→3→27 是 27 個上箭頭,因此更大。


但葛立恆數的定義是:g1 = 3↑↑↑↑3 = 3→3→4


g2 = 3↑↑↑...↑3,具有 g1 個上箭頭,所以是 3→3→(g1+1) 還是僅用 3→3→g1?


上箭頭的數量是 g1,所以是 3 後跟 g1 個上箭頭,然後是 3,因此是 3→3→ (g1) ,因為 3→3→n 表示 n 個上箭頭。


同樣地,g2 = 3→3→g1


然後 g3 = 3→3→g2,等等。


所以 g64 = 3→3→g63


但 g63 本身很大,因此它不能直接寫成固定的鏈狀箭頭。


然而,就增長而言,g64 小於 3→3→65→2 或者其他什麼?


3→3→1→2 = 3→3→1 = 3→3 = 27


3→3→2→2 = 3→3→ (3→3→1→2) = 3→3→27,如上所述


3→3→3→2 = 3→3→ (3→3→2→2) = 3→3→ (3→3→27)


類似地,3→3→4→2 = 3→3→ (3→3→3→2) = 3→3→ (3→3→ (3→3→27))


以此類推。


Graham 的數是 g64,即 3→3→2→2 = 3→3→27,但 g1 = 3→3→4,要小得多。


3→3→4 大約是 10^10^12,而 3→3→27 是巨大的。


但 g64 更大,因為 g64 = 3→3→g63,而 g63 本身很大。


在鏈式箭頭中,3→3→n→2 的增長類似於 n 的阿克曼函數,但 n 很大時。


具體來說,3→3→1→2 = 27


3→3→2→2 = 3→3→27


3→3→3→2 = 3→3→ (3→3→27)


3→3→4→2 = 3→3→ (3→3→ (3→3→27))


所以當 k 增加時,3→3→k→2 的序列值迅速變大。


對於 Graham 數, g64 = 3→3→g63, 且 g63 > 64, 但 3→3→65→2 更大,例如 3→3→65→2 = 3→3→ (3→3→64→2) , 這類似於 g_{k} 對於某個 k。


實際上,3→3→k→2 對於 k>1,類似於一個增長非常快的函數,但 Graham 數大致對應 3→3→64→2,但如上所述,3→3→64→2 是 3→3→ (3→3→63→2) , 等等,這類似於定義 Graham 序列的迭代過程。


實際上,Graham 數被定義為小於 3→3→65→2。


類似地,3→3→3→3 會比這小得多。


回到計算 3→3→3→3。


3→3→3→3 = 3→3→ ( 3→3→2→3 ) →2


我們有 3→3→2→3 = 3→3→ (3→3→1→3) →2 從之前開始。


3→3→1→3: 由於中間是1,3→3→1→3 = 3→3 = 27


然後 3→3→2→3 = 3→3→27→2


3→3→27→2 = 3→3→ (3→3→26→2) 因為 →1 被省略了,和之前一樣。


但 3→3→26→2 很大,但就目的而言,3→3→27→2 是一個巨大的數字。


然後 3→3→3→3 = 3→3→ (3→3→27→2) →2


由於外部的 →2,它是 p → q → r → 2 的形式,但 p=3, q=3, r = (3→3→27→2), s=2。


s=2,所以 3→3→ X →2 = 3→3→ (3→3→ (X-1) →2) →1 = 3→3→ (3→3→ (X-1) →2) ,其中 X = 3→3→27→2


所以 3→3→3→3 = 3→3→ ( 3→3→ ( (3→3→27→2) -1 ) →2 )


現在 (3→3→27→2) -1 幾乎就是 3→3→27→2 本身,因為數字很大,所以我們可以寫成大約 3→3→ (3→3→27→2) →2,但這不正確。


從表達式來看,大約是 3→3→ Y →2,其中 Y 很大。


但是 3→3→ Y →2 對於大的 Y 來說很大。


然而,與 TREE(3) 比較。


TREE(3) 來自 Kruskal 樹定理,是一個增長極快的函數。


已知 TREE(n) 在快速增長層次(FGH)中的增長超過所有可計算的函數。


TREE(3) 非常大,比 Graham 的數和康威鏈式箭頭中的任何固定表達式都要大得多,除非使用更長的鏈。


例如,3→3→3→3 仍可通過三個參數的康威鏈式箭號定義,而 TREE(3) 需要更多的「層級」。


在 FGH 中,康威鏈式箭號可以用小序數定義。


例如,兩個元素的鏈 a→b 是 ω 層級。


三元素鏈如 3→3→n 是 ω+1 層級或類似層級。


高德納箭號:a↑b = a^b,為 f_2 或 f_3?b^a 的 FGH 大致在 f_2。


通常,f_2(n) = 2^n * n 或類似形式,但用於比較增長。


n↑n 約在 f_3(n) 的快速增長層級(FGH)。


n↑↑n 是 f_ω(n)。


更一般地,對於固定的 k,n↑{k}n 是 f{ω}(n),但當 k 增大時,它處於 f{ω^ω} 或類似級別。


用於高德納箭號:a↑{k}b 的增長級別是 ω 的 k 倍,但用於 FGH。


在 FGH 中,帶有高德納箭號的函數由序數索引定義。


但康威鏈式箭號用於長鏈。


例如,鏈式箭號中最小的數字決定了其層級。


但 TREE(n) 的 FGH 增長級別是 ψ(Ω^{ω}) 或更高,這是很小下標的可證遞歸序數,因此比任何原始遞歸或可定義的函數增長快得多。


具體來說,TREE(n) 在 FGH 中的增長超過 f_{ϑ(Ω^ω)}(n),這是非常大的。


而對於康威鏈式箭號,a→b→c→d 對於固定 a、b、c、d 來說,是常數,但當我們寫成 3→3→3→3 時,它是具有巨大數值的固定表達式,但它的「複雜度」可以通過寫下它所需的符號數量來理解。


TREE(3) 是如此之大,以至於即使是像 3→3→3→3 這樣的表達式也無法與之接近。


例如,已知 Graham 的數 G 滿足 G < TREE(3)。


而 G 小於 3→3→65→2 或類似的表達式。


3→3→3→3 比 Graham 的數大,但小於 TREE(3)。


我們來看一些比較。


首先,3→3→3→3 有多大。


由上式,3→3→3→3 = 3→3→ (3→3→27→2) →2


3→3→27→2 本身是 3→3→ (3→3→26→2),依此類推,但 3→3→1→2 = 3→3→1 = 3→3 = 27


但通過遞歸,3→3→27→2 是一個具有許多嵌套層級的冪塔。


但例如,3→3→2→2 = 3→3→27


3→3→3→2 = 3→3→ (3→3→27)


3→3→4→2 = 3→3→ (3→3→ (3→3→27))


現在對於 3→3→27→2,它是 3→3→ (3→3→26→2) = 3→3→ (3→3→ (3→3→25→2)) 等等,直到 3→3→1→2 = 27,所以它是由26個或更多層級組成的高層迭代。


所以 3→3→27→2 已經比葛立恆數大得多,因為葛立恆數只有大約64層嵌套,但這裡僅對於 3→3→27→2,就有大約27層嵌套,但每一層都使數字增長巨大。


但無論如何,3→3→3→3 更大,因為表達式中有 (3→3→27→2),而外部還有一個 →2,但根據公式,3→3→3→3 = 3→3→ (3→3→27→2) →2,這大約是 3→3→ H →2,其中 H 非常大。


而 3→3→ H →2 是一個類似於迭代冪塔的數字,但規模巨大。


然而,TREE(3) 是 3 的 TREE 函數值。


TREE(n) 的增長速率:已知 TREE(1) = 1,TREE(2) = 3,TREE(3) 非常巨大。


下界:TREE(3) 遠大於 G,即葛立恆數。


事實上,TREE(3) 遠大於像 3→3→3→3 這樣的表達式。


我可以從增長速率的角度來思考。


在 FGH 中,康威鏈式箭頭記法最多能達到 ε_0 或更高,但用於長鏈。


對於四個元素的鏈 a→b→c→d,其增長速率是序數 ω↑↑3 或類似的級別,但僅當參數發生變化時,但在固定表達式下,它是常數。


但關於數值大小,TREE(3) 遠大於任何可合理寫下的鏈式表達式,除非使用類似構造的符號。


例如,已知即使 n=3 時,TREE(n) 也遠大於 f_{θ(Ω^ω ω)}(3) 等。


但為了比較,我們承認在標準大數比較中,3→3→3→3 小於 TREE(3)。


另一個方式:Tree(n) 函數是有限的,但TREE(n)對n=3來說,比葛立恆數大得多,也遠大於3→3→3→3。


但讓我們上網查一下或者回憶一下。


在記憶中,類似3→3→3→3的數字在TREE(3)面前微不足道。


例如,在Googology wiki上,TREE(3)被列為比許多其他大數都大。


具體來說,3→3→3→3的鏈式表示是康威鏈式箭號,其在快速增長層級中對應較小的序數。


例如,包含n個元素的康威鏈式箭號可達序數ω^(n-2)之類。


當n=4時,a→b→c→d在d變化時,但固定時,它代表一個數值。


但TREE(n)的FGH層級是ψ(Ω^ω),這遠高於康威鏈式箭號所表示的有限序數。


因此,TREE(3)遠大於3→3→3→3。


例如,對於較小的n,Tree(1)=1,Tree(2)=3,但TREE(3)極大。


類似地,函數TREE的增長速度遠快於康威鏈式箭號。


因此,在數值上,TREE(3) > 3→3→3→3。


所以對於用戶的問題,要比較它們的大小,TREE(3) 要大得多。


但為了嚴謹,我們確認一下3→3→3→3的數值,但沒必要,因為它是一個定義明確的數字,但TREE(3)更大。


用戶可能對大小感興趣,因此我可以說3→3→3→3小於TREE(3)。


更佳的方式:3→3→3→3可以用迭代冪次的形式表達,但TREE(3)無法用這種方式簡單表達。


因此,在回答中,我可以說 TREE(3) 遠大於 3→3→3→3。


所以對於最終答案,TREE(3) 要大得多。


但用戶詢問如何比較,所以我應該描述這些過程。


最終答案:3→3→3→3 小於 TREE(3),且差距極大。


但要寫出回答。

3楼 圆环之理 2025-8-19 20:48

要比較 3→3→3→3和 TREE(3)的大小,我們需要分別理解這兩個表達式所代表的數值,並從數學上評估其規模。以下是逐步分析:

1. 理解 3→3→3→3

• 符號定義:這裡的 →表示康威鏈式箭頭符號(Conway's chained arrow notation),這是一種用於表示極大數的表示法。規則包括:

o 對於兩個元素: a→b=ab

o 對於三個元素: a→b→c=a↑cb(高德納箭號表示,其中 ↑c表示 c個高德納箭頭)。

o 對於四個或更多元素:定義是遞歸的。具體到 p→q→r→s且 s>1:

p→q→r→s=p→q→(p→q→(r−1)→s)→(s−1)

此外,如果序列中某個元素為 1(非首尾),則序列可簡化(例如, X→1→Y=X)。

• 計算 3→3→3→3:

o 從定義出發:

3→3→3→3=3→3→(3→3→2→3)→2

o 先計算 3→3→2→3:

3→3→2→3=3→3→(3→3→1→3)→2

其中 3→3→1→3由於中間元素為 1,可簡化為 3→3=33=27,所以:

3→3→2→3=3→3→27→2

o 再計算 3→3→27→2:

3→3→27→2=3→3→(3→3→26→2)

這是一個遞歸過程:最終會簡化到 3→3→1→2=3→3=27,但多次嵌套後結果巨大。例如:

 3→3→1→2=27

 3→3→2→2=3→3→27

 3→3→3→2=3→3→(3→3→27)

 依此類推,3→3→27→2涉及約 27 層嵌套的高階迭代冪塔。

o 因此,3→3→2→3已經是一個非常大的數。

o 回代:

3→3→3→3=3→3→(3→3→27→2)→2

其中 3→3→27→2極大,外部再套用 →2,進一步放大數值。結果是一個迭代冪塔的層級極高的數,遠超葛立恆數(Graham's number, 約為 3→3→64→2)。

總之,3→3→3→3是一個非常大的有限數,但可被康威鏈式箭頭描述。

2. 理解 TREE(3)

• 定義:TREE(n)源於克魯斯卡爾樹定理(Kruskal's tree theorem),表示在特定規則下,最大樹序列的長度。規則包括:

o 每個樹有頂點,染色為 n種顏色。

o 序列中後樹不能嵌入前樹。

o TREE(1)=1, TREE(2)=3, 但 TREE(3)極大。

• 規模:TREE(n)的增長速度在快速增長層級(Fast Growing Hierarchy, FGH)中極高,對應序數 ψ(Ωω)或更高。這意味著:

o TREE(3)遠大於葛立恆數和其他常見的「大數」(如康威鏈式箭頭表達式)。

o 其數值無法用迭代冪塔或康威鏈式箭頭(即使鏈很長)來合理表示,因為它涉及非遞歸序數層級的增長。

o 已知 TREE(3)遠大於類似 3→3→3→3的表達式。

3. 比較大小

• 數值比較:

o 3→3→3→3雖大,但它是「可描述」的,其規模在 FGH 中對應相對較低的序數(對於固定鏈長的康威表達式,約在 ωω層級)。

o TREE(3)的 FGH 層級是 ψ(Ωω),遠高於康威鏈式箭頭的序數範圍。

o 因此,TREE(3)≫3→3→3→3。

o 具體來說,TREE(3)如此之大,以至於像 3→3→3→3這樣的表達式在它面前「微不足道」(例如,在數學文獻和大數社區中,共識是 TREE(3)遠超此類鏈式表達式)。

• 為什麼如此懸殊?

o 康威鏈式箭頭基於遞歸指數增長,但受限於固定長度鏈(如四個元素),其增長是可計算函數的上限。

o TREE(n)的增長是不可計算的(它超越所有原始遞歸函數),反映高階集合論概念(如 Harvey Friedman 的研究),即使輸入 n=3,輸出也巨大。

4. 結論

• 3→3→3→3小於 TREE(3),且差距極大。

• 實際數值上,3→3→3→3約在 101012以上層級,而 TREE(3)在已知大數中位列頂級(遠超葛立恆數、阿克曼函數等)。

• 如果您想更深入,建議參考 Googology 百科或數學文獻(如 Kruskal 定理相關論文)。簡單回答:TREE(3)是更大的數。


内容转换:

回复帖子
内容:
用户名: 您目前是匿名发表。
验证码:
看不清?换一张
©2010-2025 Purasbar Ver3.0 [手机版] [桌面版]
除非另有声明,本站采用知识共享署名-相同方式共享 3.0 Unported许可协议进行许可。