关于二进制数与π的关联猜想的求证及表述优化请求
我在研究二进制数的过程中,在Desmos里编写了一个函数 f(x),它可以生成输入值x的二进制表示的逆序数字列表。举个具体例子:f(10)会输出 [0,1,0,1](因为10的二进制是1010,逆序后就是0101)。
接下来我又定义了函数 g(z),它会生成一组点 (z, i),其中i是f(z)中所有值为1的元素的索引。还是以10为例:f(10)里第2位和第4位的数字是1,所以g(10)会输出 (10,2) 和 (10,4)(第1位和第3位是0,对应的点被剔除了)。
之后我构建了列表 h,它由所有自然数x对应的g(x)中的点组成。一开始我手动测试了几个小规模的自然数集合,后来写了一段Python程序,能批量处理超过一千个x值,省去了手动输入的麻烦。
完成数据准备后,我对h中的点做了回归分析,拟合模型为 h.y = log_n(h.x)(其中h.x代表h里所有点的x值,h.y代表对应的y值)。我测试了多个区间,比如[1,...,1000]、[1000,...,1600],发现当x覆盖的自然数范围趋近于全体自然数时,回归得到的n值似乎会趋近于π。比如区间[600,...,1500]给出的n=3.1562889032,其他区间的结果也都和π非常接近。
基于这些观察,我提出以下猜想:
选取正整数N,构造集合S,其中包含所有满足以下条件的元组
(log m, i):1≤m≤N,且m的二进制表示中2^(i−1)位上的数字是1。找到过原点的最佳拟合直线,当N→∞时,该直线的斜率趋近于logπ。
我非常希望能得到大家的帮助:
- 证明、推翻或者解释这个猜想
- 优化我的表述,让整个探索过程和猜想更清晰易懂(我自己在描述时感觉有些地方比较绕,可能会让读者困惑)
提前感谢大家的帮助!
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Dylan Levine

