Suite de Conway

La suite de Conway est une suite inventée en 1987 par le mathématicien John Horton Conway, initialement sous le nom de « suite audioactive » Modèle:Bibliol. Elle est également connue sous le nom anglais de Look and Say (« regarder et épeler »). Dans cette suite, un terme se détermine en épelant les chiffres formant le terme précédent.

Définition

Le premier terme de la suite de Conway est posé comme égal à 1. Chaque terme de la suite se construit en épelant le terme précédent, c'est-à-dire en indiquant combien de fois chacun de ses chiffres se répète.

Concrètement :

$X_{0}=1$

Ce terme comporte juste un « 1 ». Par conséquent, le terme suivant est :

$X_{1}=11$

Celui-ci est composé de deux « 1 » :

$X_{2}=21$

En poursuivant le procédé :

$X_{3}=1211$

$X_{4}=111221$

$X_{5}=312211$

$X_{6}=13112221$

Et ainsi de suite.

Il est possible de généraliser le procédé en prenant un terme initial différent de 1. Dans le reste de l'article, on supposera que ce n'est pas le cas.

Propriétés

Les principales propriétés de cette suite sont :

• Aucun terme de la suite ne comporte un chiffre supérieur à 3.
• Tous les termes de la suite possèdent un nombre pair de chiffres, sauf le terme initial.
• Les termes impairs se terminent par 11 et les termes pairs par 21 (là encore à l'exception du terme initial)
• En moyenne, les termes de la suite possèdent 50% de chiffres 1, 31% de 2 et 19% de 3
• Le nombre de chiffres du n^e terme de la suite est proportionnel à $\lambda ^{n}$, où $\lambda =1.303577269\ldots$ est un nombre algébrique de degré 71 nommé constante de Conway. Plus précisément, si on note $L_{n}$ le nombre de chiffre du n^e terme de la suite, alors :

$\lim _{n\to \infty }{\frac {L_{n+1}}{L_{n}}}=\lambda$

Cette propriété reste vraie dans le cas général où le premier terme de la suite est choisi différent de 1.

« Désintégration audioactive »

John Conway qualifia initialement cette suite de « désintégration audioactive » (audioactive decay en anglais), un jeu de mots sur la désintégration radioactive, en remarquant le comportement des différents termes de la suite.

Il montra qu'à partir d'un certain point, presque tous les termes de la suite peuvent être décomposés en 92 sous-termes (nommés éléments, par analogie avec les éléments chimiques) qui se décomposent au terme suivant en un certain nombre d'autres éléments.

Par exemple, l'élément le plus simple, nommé hélium, est la séquence $22$ qui donne elle-même au terme suivant. La séquence $3113322112$ est dénommée manganèse; au terme suivant, elle donne $132123222112$ qui se décompose en les séquences prométhium ($132$) et sodium ($123222112$).

Il a été montré que si l'on débute la suite par le terme uranium $3$, les 91 autres éléments seront apparus dans un terme ou un autre au bout de 91 itérations. Cette suite porte d'ailleurs en anglais le terme de Conway's sequence.

Voir aussi

Liens internes

• Suite de Robinson
• Run-length encoding
• Suite (mathématiques)

Liens externes

• anglais Encyclopédie électronique des suites entières : suite A005150
• anglais MathWorld : Look and Says Sequence
• anglais Evolution of Conway's 92 Look and Say audioactive elements : une compilation des 92 éléments « audioactifs » de la suite

Bibliographie

Modèle:Biblioa John H Conway, Richard K Guy, Le livre des nombres, Eyrolles (1998) - ISBN 2212036388