
Este trabajo estudia la conjetura de Collatz desde una perspectiva estructural basada en la valoración 2-ádica. Se establece un lema de densidad que caracteriza cómo se distribuyen los números impares según la potencia de 2 que divide a 3n+1: aquellos con una valoración dada forman progresiones aritméticas cuya densidad decrece exponencialmente. Complementariamente, se introduce una reducción 4-ádica que agrupa los impares en familias según su último número par visible en la trayectoria de Collatz. Esta construcción genera un grafo dirigido determinista donde cada familia representa una clase de equivalencia. Se demuestra que la familia correspondiente al ciclo clásico 4→2→1 es el único nodo con autoenlace y que todas las demás familias convergen hacia ella en exactamente un paso. Aunque el trabajo no resuelve la conjetura, proporciona un marco algebraico finito que puede ser útil para análisis algorítmicos y probabilísticos futuros de la dinámica de Collatz. Esta segunda versión incorpora una revisión completa del texto, con correcciones terminológicas, mejoras de estilo académico y actualización del Apéndice B sobre la transición de clases 4n+3 a 4n+1. También se amplía el Apéndice A para precisar la correspondencia entre el modelo 2-ádico determinista y el teorema de estructura probabilístico de Kontorovich y Sinai, estableciendo una equivalencia formal entre ambos enfoques. El contenido matemático y las proposiciones principales permanecen inalterados. Esta tercera versión incorpora correcciones técnicas en el lema de densidad 2-ádica, ajustando la indexación y la formulación de la densidad relativa dentro del conjunto de los impares. Asimismo, se ha clarificado el alcance de los resultados sobre la estructura reducida por familias, reformulando la atracción global hacia la familia central como conjetura y añadiendo un apéndice de verificación computacional en un rango finito explícito. El texto ha sido revisado para mejorar la coherencia formal entre resultados demostrados, evidencia empírica y cuestiones abiertas.
This work studies the Collatz conjecture from a structural perspective based on 2-adic valuation. A density lemma is established that characterizes how odd numbers are distributed according to the power of 2 dividing 3n+1: those with a given valuation form arithmetic progressions whose density decreases exponentially. Complementarily, a 4-adic reduction is introduced that groups odd numbers into families according to their last visible even number in the Collatz trajectory. This construction generates a deterministic directed graph where each family represents an equivalence class. It is proven that the family corresponding to the classical cycle 4→2→1 is the only node with a self-loop and that all other families converge to it in exactly one step. Although this work does not solve the conjecture, it provides a finite algebraic framework that may be useful for future algorithmic and probabilistic analyses of Collatz dynamics.
familias 4-ádicas, dinámica 2-ádica, 4–2–1 cycle, conjetura de Collatz, ciclo 4–2–1, 2-adic dynamics, modular density, densidad modular, Collatz conjecture, even closure node, 4-adic families, nodo de cierre par
familias 4-ádicas, dinámica 2-ádica, 4–2–1 cycle, conjetura de Collatz, ciclo 4–2–1, 2-adic dynamics, modular density, densidad modular, Collatz conjecture, even closure node, 4-adic families, nodo de cierre par
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