-- I1M 2021-22: Rel_2.hs (08 de octubre de 2021)
-- Definiciones con condicionales, guardas o patrones.
-- Departamento de Ciencias de la Computación e I.A.
-- Universidad de Sevilla
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-- Introducción --
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-- En esta relación se presentan ejercicios con definiciones elementales
-- (no recursivas) de funciones que usan condicionales, guardas o
-- patrones.
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-- De forma adicional, se adjuntan ejercicios de repaso para trabajar con
-- operaciones lógicas sobre valores de verdad (o booleanos), sobre todo
-- con &&, || y not.
--
-- Estos ejercicios se corresponden con el tema 4 cuyas transparencias
-- se encuentran en
-- http://www.cs.us.es/~jalonso/cursos/i1m/temas/tema-4.html
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-- § Librerías auxiliares --
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-- Esta librería se puede instalar de la siguiente forma:
-- 1. Abrir cmd (Windows) o Terminal (MacOS y Linux)
-- 2. Escribir: cabal update
-- 3. Escribir: cabal install QuickCheck
import Test.QuickCheck
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-- Ejercicio 1. Definir la función
-- divisionSegura :: Double -> Double -> Double
-- tal que (divisionSegura x y) es x/y si y no es cero y 9999 en caso
-- contrario. Por ejemplo,
-- divisionSegura 7 2 == 3.5
-- divisionSegura 7 0 == 9999.0
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divisionSegura :: Double -> Double -> Double
divisionSegura = undefined
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-- Ejercicio 2. Definir la función
-- intercambia :: (a,b) -> (b,a)
-- tal que (intercambia p) es el punto obtenido intercambiando las
-- coordenadas del punto p. Por ejemplo,
-- intercambia (2,5) == (5,2)
-- intercambia (5,2) == (2,5)
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intercambia :: (a,b) -> (b,a)
intercambia = undefined
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-- Ejercicio 3. Comprobar con QuickCheck que la función intercambia es
-- idempotente; es decir, si se aplica dos veces es lo mismo que no
-- aplicarla ninguna.
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-- La propiedad es
prop_intercambia :: (Int,Int) -> Bool
prop_intercambia = undefined
-- La comprobación es
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-- Ejercicio 4.1. Definir una función
-- ciclo :: [a] -> [a]
-- tal que (ciclo xs) es la lista obtenida permutando cíclicamente los
-- elementos de la lista xs, pasando el último elemento al principio de
-- la lista. Por ejemplo,
-- ciclo [2,5,7,9] == [9,2,5,7]
-- ciclo [] == []
-- ciclo [2] == [2]
-- ---------------------------------------------------------------------
ciclo :: [a] -> [a]
ciclo = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 4.2. Comprobar que la longitud es un invariante de la
-- función ciclo; es decir, la longitud de (ciclo xs) es la misma que la
-- de xs.
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-- La propiedad es
prop_ciclo :: [Int] -> Bool
prop_ciclo xs = undefined
-- La comprobación es
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-- Ejercicio 5. Definir la función
-- numeroMayor :: (Num a, Ord a) => a -> a -> a
-- tal que (numeroMayor x y) es el mayor número de dos cifras que puede
-- construirse con los dígitos x e y. Por ejemplo,
-- numeroMayor 2 5 == 52
-- numeroMayor 5 2 == 52
-- ---------------------------------------------------------------------
numeroMayor :: (Num a, Ord a) => a -> a -> a
numeroMayor x y = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 6. Definir la función
-- numeroDeRaices :: (Num t, Ord t) => t -> t -> t -> Int
-- tal que (numeroDeRaices a b c) es el número de raíces reales de la
-- ecuación a*x^2 + b*x + c = 0. Por ejemplo,
-- numeroDeRaices 2 0 3 == 0
-- numeroDeRaices 4 4 1 == 1
-- numeroDeRaices 5 23 12 == 2
-- ---------------------------------------------------------------------
numeroDeRaices :: (Num t, Ord t) => t -> t -> t -> Int
numeroDeRaices a b c = undefined
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-- Ejercicio 7. Definir la función
-- raices :: Double -> Double -> Double -> [Double]
-- tal que (raices a b c) es la lista de las raíces reales de la
-- ecuación ax^2 + bx + c = 0. Por ejemplo,
-- raices 1 3 2 == [-1.0,-2.0]
-- raices 1 (-2) 1 == [1.0,1.0]
-- raices 1 0 1 == []
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raices :: Double -> Double -> Double -> [Double]
raices a b c = undefined
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-- Ejercicio 8. Definir el operador
-- (~=) :: (Fractional a, Ord a) => a -> a -> Bool
-- tal que (x ~= y) se verifica si x e y son casi iguales; es decir si
-- el valor absoluto de su diferencia es menor que una milésima. Por
-- ejemplo,
-- 12.3457 ~= 12.3459 == True
-- 12.3457 ~= 12.3479 == False
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(~=) :: (Fractional a, Ord a) => a -> a -> Bool
x ~= y = undefined
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-- Ejercicio 9. Comprobar con QuickCheck que la suma de las raíces
-- de la ecuación ax^2 + bx + c = 0 (con a no nulo) es -b/a y su
-- producto es c/a.
--
-- Nota. En la comparación usar ~= en lugar de ==
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-- La propiedad es
prop_raices :: Double -> Double -> Double -> Property
prop_raices a b c = undefined
-- La comprobación es
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-- Ejercicio 10. En geometría, la fórmula de Herón, descubierta por
-- Herón de Alejandría, dice que el área de un triángulo cuyo lados
-- miden a, b y c es la raíz cuadrada de s(s-a)(s-b)(s-c) donde s es el
-- semiperímetro
-- s = (a+b+c)/2
--
-- Definir la función
-- area :: Double -> Double -> Double -> Double
-- tal que (area a b c) es el área del triángulo de lados a, b y c. Por
-- ejemplo,
-- area 3 4 5 == 6.0
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area :: Double -> Double -> Double -> Double
area a b c = undefined
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-- Ejercicio 11. Los intervalos cerrados se pueden representar mediante
-- una lista de dos números (el primero es el extremo inferior del
-- intervalo y el segundo el superior).
--
-- Definir la función
-- interseccion :: Ord a => [a] -> [a] -> [a]
-- tal que (interseccion i1 i2) es la intersección de los intervalos i1 e
-- i2. Por ejemplo,
-- interseccion [] [3,5] == []
-- interseccion [3,5] [] == []
-- interseccion [2,4] [6,9] == []
-- interseccion [2,6] [6,9] == [6,6]
-- interseccion [2,6] [0,9] == [2,6]
-- interseccion [2,6] [0,4] == [2,4]
-- interseccion [4,6] [0,4] == [4,4]
-- interseccion [5,6] [0,4] == []
-- ---------------------------------------------------------------------
interseccion :: Ord a => [a] -> [a] -> [a]
interseccion = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 12. Comprobar con QuickCheck que la intersección de
-- intervalos es conmutativa.
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-- La propiedad es
prop_interseccion :: Int -> Int -> Int -> Int -> Bool
prop_interseccion a1 b1 a2 b2 = undefined
-- La comprobación es
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13.1. Los números racionales pueden representarse mediante
-- pares de números enteros. Por ejemplo, el número 2/5 puede
-- representarse mediante el par (2,5).
--
-- Definir la función
-- formaReducida :: (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que (formaReducida x) es la forma reducida del número racional
-- x. Por ejemplo,
-- formaReducida (4,10) == (2,5)
-- ---------------------------------------------------------------------
formaReducida :: (Int,Int) -> (Int,Int)
formaReducida (a,b) = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13.2. Definir la función
-- sumaRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que (sumaRacional x y) es la suma de los números racionales x e
-- y, expresada en forma reducida. Por ejemplo,
-- sumaRacional (2,3) (5,6) == (3,2)
-- ---------------------------------------------------------------------
sumaRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
sumaRacional (a,b) (c,d) = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13.3. Definir la función
-- productoRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que (productoRacional x y) es el producto de los números
-- racionales x e y. Por ejemplo,
-- productoRacional (2,3) (5,6) == (5,9)
-- ---------------------------------------------------------------------
productoRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
productoRacional (a,b) (c,d) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13.4. Definir la función
-- cocienteRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que '(cocienteRacional x y)' es el cociente de los números racionales
-- 'x' e 'y'. Por ejemplo,
-- cocienteRacional (2,3) (5,6) == (4,5)
-- ----------------------------------------------------------------------------
cocienteRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
cocienteRacional (x1,x2) (y1,y2) = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13.5. Definir la función
-- igualdadRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> Bool
-- tal que (igualdadRacional x y) se verifica si los números racionales
-- x e y son iguales. Por ejemplo,
-- igualdadRacional (6,9) (10,15) == True
-- igualdadRacional (6,9) (11,15) == False
-- igualdadRacional (0,2) (0,-5) == True
-- ---------------------------------------------------------------------
igualdadRacional :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> Bool
igualdadRacional (a,b) (c,d) = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13.6. Comprobar con QuickCheck la propiedad distributiva
-- del producto racional respecto de la suma.
-- ---------------------------------------------------------------------
-- La propiedad es
prop_distributiva :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int) -> Property
prop_distributiva x y z = undefined
-- La comprobación es
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 14. Los números complejos se pueden representar mediante pares de
-- números reales. Por ejemplo, el número 2+5i se puede representar mediante
-- el par (2,5).
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Lo siguiente significa que el tipo Complejo es lo mismo que decir (Double,Double)
type Complejo = (Double,Double)
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 14.1. Definir la función
-- sumaComplejos :: Complejo -> Complejo -> Complejo
-- tal que '(sumaComplejos x y)' es la suma de los números complejos 'x' e 'y'.
-- Por ejemplo,
-- sumaComplejos (2,3) (5,6) == (7.0,9.0)
-- ----------------------------------------------------------------------------
sumaComplejos :: Complejo -> Complejo -> Complejo
sumaComplejos (x1,x2) (y1,y2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 14.2. Definir la función
-- productoComplejos :: Complejo -> Complejo -> Complejo
-- tal que '(productoComplejos x y)' es el producto de los números complejos
-- 'x' e 'y'. Por ejemplo,
-- productoComplejos (2,3) (5,6) == (-8.0,27.0)
-- ----------------------------------------------------------------------------
productoComplejos :: Complejo -> Complejo -> Complejo
productoComplejos (x1,x2) (y1,y2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 14.3. Definir la función
-- cocienteComplejos :: Complejo -> Complejo -> Complejo
-- tal que '(cocienteComplejos x y)' es el cociente de los números complejos
-- 'x' e 'y'. Por ejemplo,
-- cocienteComplejos (3,2) (1,-2) == (-0.2,1.6)
-- ----------------------------------------------------------------------------
cocienteComplejos :: Complejo -> Complejo -> Complejo
cocienteComplejos (x1,x2) (y1,y2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 14.4. Definir la función
-- conjugado :: Complejo -> Complejo
-- tal que '(conjugado x)' es el conjugado del número complejo 'x'. Por
-- ejemplo,
-- conjugado (2,3) == (2.0,-3.0)
-- ----------------------------------------------------------------------------
conjugado :: Complejo -> Complejo
conjugado (x1,x2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 15. Los rectángulos pueden representarse por sus dimensiones, base
-- y altura, como un par de números enteros. Por ejemplo, (5,3) representa un
-- rectángulo de base 5 y altura 3.
--
-- Definir la función
-- mayorRectangulo :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que '(mayorRectangulo r1 r2)' es el rectángulo de mayor área entre 'r1'
-- y 'r2'. Por ejemplo,
-- mayorRectangulo (4,6) (3,7) == (4,6)
-- mayorRectangulo (4,6) (3,8) == (4,6)
-- mayorRectangulo (4,6) (3,9) == (3,9)
-- ----------------------------------------------------------------------------
mayorRectangulo :: (Int,Int) -> (Int,Int) -> (Int,Int)
mayorRectangulo (x1,y1) (x2,y2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 16. Definir la función
-- cuadrante :: (Int,Int) -> Int
-- tal que '(cuadrante p)' es el cuadrante en el que se encuentra el punto 'p'.
-- Si el punto está sobre los ejes el resultado debe ser 0. Por ejemplo,
-- cuadrante (0,4) == 0
-- cuadrante (-3,0) == 0
-- cuadrante (0,0) == 0
-- cuadrante (3,5) == 1
-- cuadrante (-3,5) == 2
-- cuadrante (-3,-5) == 3
-- cuadrante (3,-5) == 4
-- ----------------------------------------------------------------------------
cuadrante :: (Int,Int) -> Int
cuadrante (x1,x2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 17. Definir la función
-- simetricoH :: (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que '(simetricoH p)' es el punto simétrico de 'p' respecto del eje
-- horizontal. Por ejemplo,
-- simetricoH (2,5) == (2,-5)
-- simetricoH (2,-5) == (2,5)
-- ----------------------------------------------------------------------------
simetricoH :: (Int,Int) -> (Int,Int)
simetricoH (x1,x2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 18. Definir la función
-- simetricoV :: (Int,Int) -> (Int,Int)
-- tal que '(simetricoV p)' es el punto simétrico de 'p' respecto del eje
-- vertical. Por ejemplo,
-- simetricoV (2,5) == (-2,5)
-- simetricoV (2,-5) == (-2,-5)
-- ----------------------------------------------------------------------------
simetricoV :: (Int,Int) -> (Int,Int)
simetricoV (x1,x2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 19. Definir la función
-- distancia :: (Float,Float) -> (Float,Float) -> Float
-- tal que '(distancia p1 p2)' es la distancia entre los puntos 'p1' y 'p2'.
-- Por ejemplo,
-- distancia (1,2) (4,6) == 5.0
-- ----------------------------------------------------------------------------
distancia :: (Float,Float) -> (Float,Float) -> Float
distancia (x1,x2) (y1,y2) = undefined
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 20. Comprobar con QuickCheck que se verifica la propiedad
-- triangular de la distancia; es decir, dados tres puntos p1, p2 y p3, la
-- distancia de p1 a p3 es menor o igual que la suma de las distancias de p1 a
-- p2 y de p2 a p3.
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- La propiedad es
prop_triangular :: (Float,Float) -> (Float,Float) -> (Float,Float) -> Bool
prop_triangular p1 p2 p3 = undefined
-- La comprobación es
-- > quickCheck prop_triangular
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 21. Definir la función
-- puntoMedio :: (Float,Float) -> (Float,Float) -> (Float,Float)
-- tal que '(puntoMedio p1 p2)' es el punto medio entre los puntos 'p1' y 'p2'.
-- Por ejemplo,
-- puntoMedio (0,2) (0,6) == (0.0,4.0)
-- puntoMedio (-1,2) (7,6) == (3.0,4.0)
-- ----------------------------------------------------------------------------
puntoMedio :: (Float,Float) -> (Float,Float) -> (Float,Float)
puntoMedio (x1,x2) (y1,y2) = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Repaso de operaciones lógicas --
-- ---------------------------------------------------------------------
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 22.1. La disyunción excluyente xor de dos fórmulas se
-- verifica si una es verdadera y la otra es falsa. Su tabla de verdad
-- es
-- x | y | xor x y
-- ------+-------+---------
-- True | True | False
-- True | False | True
-- False | True | True
-- False | False | False
--
-- Definir la función
-- xor1 :: Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (xor1 x y) es la disyunción excluyente de x e y, calculada a
-- partir de la tabla de verdad. Usar 4 ecuaciones, una por cada línea
-- de la tabla.
-- ---------------------------------------------------------------------
xor1 :: Bool -> Bool -> Bool
xor1 = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 22.2. Definir la función
-- xor2 :: Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (xor2 x y) es la disyunción excluyente de x e y, calculada a
-- partir de la tabla de verdad y patrones. Usar 2 ecuaciones, una por
-- cada valor del primer argumento.
-- ---------------------------------------------------------------------
xor2 :: Bool -> Bool -> Bool
xor2 = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 22.3. Definir la función
-- xor3 :: Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (xor3 x y) es la disyunción excluyente de x e y, calculada
-- a partir de la disyunción (||), conjunción (&&) y negación (not).
-- Usar 1 ecuación.
-- ---------------------------------------------------------------------
xor3 :: Bool -> Bool -> Bool
xor3 x y = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 22.4. Definir la función
-- xor4 :: Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (xor3 x y) es la disyunción excluyente de x e y, calculada
-- a partir de desigualdad (/=). Usar 1 ecuación.
-- ---------------------------------------------------------------------
xor4 :: Bool -> Bool -> Bool
xor4 x y = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 22.5. Comprobar con QuickCheck que las cuatro definiciones
-- de xor son equivalentes.
-- ---------------------------------------------------------------------
-- La propiedad es
prop_xor_equivalentes :: Bool -> Bool -> Bool
prop_xor_equivalentes x y = undefined
-- La comprobación es
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 23.1 Definir la función
-- or3 :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (or3 a b c) es la disyunción entre a, b y c; es decir,
-- ocurre a o b o c. Definir la función usando '||'. Por ejemplo,
-- or3 True True False == True
-- or3 False False False == False
-- ---------------------------------------------------------------------
or3 :: Bool -> Bool -> Bool-> Bool
or3 = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 23.2 Definir la función
-- or3' :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (or3' a b c) es la disyunción entre a, b y c; es decir,
-- ocurre a o b o c. Definir la función usando 'or' para listas.
-- Por ejemplo,
-- or3' True True False == True
-- or3' False False False == False
-- ---------------------------------------------------------------------
or3' :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
or3' = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 24.1 Definir la función
-- and3 :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (and3 a b c) es la conjunción entre a, b y c; es decir,
-- ocurre a y b y c. Definir la función usando '&&'. Por ejemplo,
-- and3 True True True == True
-- and3 False True False == False
-- ---------------------------------------------------------------------
and3 :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
and3 = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 24.2 Definir la función
-- and3' :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (and3' a b c) es la conjunción entre a, b y c; es decir,
-- ocurre a o b o c. Definir la función usando 'and' para listas.
-- Por ejemplo,
-- and3' True True True == True
-- and3' False True False == False
-- ---------------------------------------------------------------------
and3' :: Bool -> Bool -> Bool -> Bool
and3' = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 25.1. Definir la función
-- siglo20 :: Int -> Bool
-- tal que (siglo20 x) indica si el ańo x perteneció al siglo 20; es decir,
-- si está comprendido entre el ańo 1901 y 2000.
-- Por ejemplo,
-- siglo20 1902 == True
-- siglo20 2001 == False
-- ---------------------------------------------------------------------
siglo20 :: Int -> Bool
siglo20 = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 25.2. Definir la función
-- noSiglo20 :: Int -> Bool
-- tal que (noSiglo20 x) indica si el ańo x no perteneció al siglo 20; es decir,
-- si no está comprendido entre el ańo 1901 y 2000.
-- Definirla de tres formas distintas, una usando la función (siglo20 x), otra
-- usando '&&' y otra usando '||'.
--
-- Por ejemplo,
-- noSiglo20 1902 == False
-- noSiglo20 2001 == True
-- ---------------------------------------------------------------------
noSiglo20 :: Int -> Bool
noSiglo20 = undefined
noSiglo20' = undefined
noSiglo20'' = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 26. Definir la función
-- xnor :: Bool -> Bool -> Bool
-- tal que (xnor a b) se calcula con su tabla de verdad, que
-- es
-- x | y | xnor x y
-- ------+-------+---------
-- False | False | True
-- False | True | False
-- True | False | False
-- True | True | True
--
-- Emplear solo operadores lógicos (&&, ||, not).
--
-- Por ejemplo,
-- xnor True True == True
-- xnor False True == False
-- xnor False False == True
-- ---------------------------------------------------------------------
xnor :: Bool -> Bool -> Bool
xnor = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 27. Definir la función
-- aprueba :: Float -> Float -> Float -> Bool
-- tal que (aprueba n1 n2 n3) indica si con las notas de los
-- exámenes parciales n1, n2 y n3 se consigue aprobar la
-- asignatura. Los criterios para aprobar la asignatura son los siguientes:
-- * La media de las notas debe ser mayor o igual que 5, y
-- * Cada una de las notas de los exámenes parciales son mayor o igual
-- que 4.0,
-- * O en el último exámen se obtuvo un 10 (entonces siempre se aprueba)
-- Por ejemplo,
-- aprueba 5.0 6.0 5.0 == True
-- aprueba 1.5 6.0 8.0 == False
-- aprueba 3.7 1.5 10.0 == True
-- ---------------------------------------------------------------------
aprueba :: Float -> Float -> Float -> Bool
aprueba = undefined
-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 28. Comprobar las leyes de Morgan con QuickCheck. Las
-- leyes de Morgan se definen como sigue:
-- * ley 1: no (A o B) == (no A) y (no B)
-- * ley 2: no (A y B) == (no A) o (no B)
-- Consejo: definir cada ley como una función por separado para componer
-- la propiedad
-- ---------------------------------------------------------------------
ley1:: Bool -> Bool -> Bool
ley1 = undefined
ley2:: Bool -> Bool -> Bool
ley2 = undefined
-- La propiedad es
prop_leyes_morgan :: Bool -> Bool -> Bool
prop_leyes_morgan = undefined
![Informática de 1º de Matemáticas [Curso 2021-22, Grupo 2]](/WIKIS/I1M2021G2/resources/assets/logoUS.png)