Polinomios de Bell

Los polinomios de Bell forman una sucesión de polinomios, definida como sigue:

  • B₀(x) = 1 (polinomio unidad)
  • Bₙ(x) = x·[Bₙ(x) + Bₙ'(x)] (donde Bₙ'(x) es la derivada de Bₙ(x))

Por ejemplo,

Definir la función

tal que (polBell n) es el polinomio de Bell de grado n. Por ejemplo,

Notas: Se usa la librería I1M.PolOperaciones que se encuentra aquí y se describe aquí. Además, en el último ejemplo se usa la función coeficiente tal que (coeficiente k p) es el coeficiente del término de grado k en el polinomio p definida por

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Ordenación de los racionales

En este ejercicio, representamos las fracciones mediante pares de números de enteros.

Definir la función

tal que (fraccionesOrd n) es la lista con las fracciones propias positivas ordenadas, con denominador menor o igual que n. Por ejemplo,

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Polinomios cuadráticos generadores de primos

En 1772, Euler publicó que el polinomio n² + n + 41 genera 40 números primos para todos los valores de n entre 0 y 39. Sin embargo, cuando n = 40, 40²+40+41 = 40(40+1)+41 es divisible por 41.

Usando ordenadores, se descubrió que el polinomio n² – 79n + 1601 genera 80 números primos para todos los valores de n entre 0 y 79.

Definir la función

tal que (generadoresMaximales n) es el par (m,xs) donde

  • xs es la lista de pares (x,y) tales que n²+xn+y es uno de polinomios que genera un número máximo de números primos consecutivos a partir de cero entre todos los polinomios de la forma n²+an+b, con |a| ≤ n y |b| ≤ n y
  • m es dicho número máximo.

Por ejemplo,

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El triángulo de Floyd

El triángulo de Floyd, llamado así en honor a Robert Floyd, es un triángulo rectángulo formado con números naturales. Para crear un triángulo de Floyd, se comienza con un 1 en la esquina superior izquierda, y se continúa escribiendo la secuencia de los números naturales de manera que cada línea contenga un número más que la anterior. Las 5 primeras líneas del triángulo de Floyd son

Definir la función

tal que trianguloFloyd es el triángulo de Floyd. Por ejemplo,

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Numeración con base múltiple

Sea (b(i) | i ≥ 1) una sucesión infinita de números enteros mayores que 1. Entonces todo entero x mayor que cero se puede escribir de forma única como

donde cada x(i) satisface la condición 0 ≤ x(i) < b(i+1). Se dice que [x(n),x(n-1),…,x(2),x(1),x(0)] es la representación de x en la base (b(i)). Por ejemplo, la representación de 377 en la base (2, 6, 8, …) es [7,5,0,1] ya que

y, además, 0 ≤ 1 < 2, 0 ≤ 0 < 4, 0 ≤ 5 < 6 y 0 ≤ 7 < 8.

Definir las funciones

tales que

  • (decimalAmultiple bs x) es la representación del número x en la base bs. Por ejemplo,

  • (multipleAdecimal bs cs) es el número decimal cuya representación en la base bs es cs. Por ejemplo,

Comprobar con QuickCheck que se verifican las siguientes propiedades

  • Para cualquier base bs y cualquier entero positivo n,

  • Para cualquier base bs y cualquier entero positivo n, el coefiente i-ésimo de la representación múltiple de n en la base bs es un entero no negativo menos que el i-ésimo elemento de bs.

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Matriz zigzagueante

La matriz zizagueante de orden n es la matriz cuadrada con n filas y n columnas y cuyos elementos son los n² primeros números naturales colocados de manera creciente a lo largo de las diagonales secundarias. Por ejemplo, La matriz zigzagueante de orden 5 es

La colocación de los elementos se puede ver gráficamente en esta figura

Definir la función

tal que (zigZag n) es la matriz zigzagueante de orden n. Por ejemplo,

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Densidades de números abundantes, perfectos y deficientes

La n-ésima densidad de un tipo de número es el cociente entre la cantidad de los números entre 1 y n que son del tipo considerado y n. Por ejemplo, la 7-ésima densidad de los múltiplos de 3 es 2/7 ya que entre los 7 primeros números sólo 2 son múltiplos de 3.

Definir las funciones

tales que

  • (densidades n) es la terna formada por la n-ésima densidad
    • de los números abundantes (es decir, para los que la suma de sus divisores propios es mayor que el número),
    • de los números perfectos (es decir, para los que la suma de sus divisores propios es mayor que el número) y
    • de los números deficientes (es decir, para los que la suma de sus divisores propios es menor que el número).

    Por ejemplo,

  • (graficas n) dibuja las gráficas de las k-ésimas densidades (para k entre 1 y n) de los números abundantes, de los números perfectos y de los números deficientes. Por ejemplo, (graficas 100) dibuja

    y (graficas 400) dibuja

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Sumas de divisores propios

Definir la función

tal que (sumaDivisoresHasta n) es la lista de los pares (a,b) tales que a es un número entre 1 y n y b es la suma de los divisores propios de a. Por ejemplo,

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Parejas de números y divisores

Definir la función

tal que (divisoresHasta n) es la lista de los pares (a,b) tales que a es un número entre 2 y n y b es un divisor propio de a. Por ejemplo,

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Sumas de 4 primos

La conjetura de Waring sobre los números primos establece que todo número impar es primo o la suma de tres primos. La conjetura de Goldbach afirma que todo par mayor que 2 es la suma de dos números primos. Ambos ha estado abiertos durante más de 200 años. En este problema no se propone su solución, sino una tarea más simple: buscar una manera de expresar los enteros mayores que 7 como suma de exactamente cuatro números primos; es decir, definir la función

tal que (suma4primos n) es la lista de las cuádruplas crecientes (a,b,c,d) de números primos cuya suma es n (que se supone mayor que 7). Por ejemplo,

Comprobar con QuickCheck que todo entero mayor que 7 se puede escribir como suma de exactamente cuatro números primos.

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Sucesión de sumas de dos números abundantes

Un número n es abundante si la suma de los divisores propios de n es mayor que n. El primer número abundante es el 12 (cuyos divisores propios son 1, 2, 3, 4 y 6 cuya suma es 16). Por tanto, el menor número que es la suma de dos números abundantes es el 24.

Definir la sucesión

cuyos elementos son los números que se pueden escribir como suma de dos números abundantes. Por ejemplo,

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Suma de divisores

Definir la función

tal que (sumaDivisores x) es la suma de los divisores de x. Por ejemplo,

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Número de divisores

Definir la función

tal que (numeroDivisores x) es el número de divisores de x. Por ejemplo,

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Conjunto de divisores

Definir la función

tal que (divisores x) es el conjunto de divisores de x. Por ejemplo,

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Reconocimiento de potencias de 2

Definir la función

tal que (esPotenciaDeDos n) se verifica si n es una potencia de dos (suponiendo que n es mayor que 0). Por ejemplo.

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Particiones de enteros positivos

Una partición de un entero positivo n es una manera de escribir n como una suma de enteros positivos. Dos sumas que sólo difieren en el orden de sus sumandos se consideran la misma partición. Por ejemplo, 4 tiene cinco particiones: 4, 3+1, 2+2, 2+1+1 y 1+1+1+1.

Definir la función

tal que (particiones n) es la lista de las particiones del número n. Por ejemplo,

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Mínimo producto escalar

El producto escalar de los vectores [a1,a2,…,an] y [b1,b2,…, bn] es

Definir la función

tal que (menorProductoEscalar xs ys) es el mínimo de los productos escalares de las permutaciones de xs y de las permutaciones de ys. Por ejemplo,

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