all

Múltiplos especiales

PorJosé A. Alonso 7-mayo-201515-mayo-2015

Dado dos números n y m, decimos que m es un múltiplo especial de n si m es un múltiplo de n y m no tiene ningún factor primo que sea congruente con 1 módulo 3.

Definir la función

   multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]

1	multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]

tal que (multiplosEspecialesCota n k) es la lista ordenada de todos los múltiplos especiales de n que son menores o iguales que k. Por ejemplo,

   multiplosEspecialesCota 5 50  ==  [5,10,15,20,25,30,40,45,50]
   multiplosEspecialesCota 7 50  ==  []

1 2	multiplosEspecialesCota 5 50 == [5,10,15,20,25,30,40,45,50] multiplosEspecialesCota 7 50 == []

Soluciones

import Data.Numbers.Primes (primeFactors)

multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]
multiplosEspecialesCota n k =
    [m | m <- [n,2*n..k], 
         all (\p -> p `mod` 3 /= 1) (primeFactors m)]

import Data.Numbers.Primes (primeFactors)

multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]

multiplosEspecialesCota n k =

[m | m <- [n,2*n..k],

all (\p -> p `mod` 3 /= 1) (primeFactors m)]

Colinealidad de una lista de puntos

PorJosé A. Alonso 28-abril-20155-mayo-2015

Una colección de puntos son colineales si existe una línea recta tal que todos están en dicha línea. Por ejemplo, los puntos (2,1), (5,7), (4,5) y (20,37) son colineales porque pertenecen a la línea y = 2*x-3.

Definir la función

   colineales :: [(Int,Int)] -> Bool

1	colineales :: [(Int,Int)] -> Bool

tal que (colineales ps) se verifica si los puntos de la lista ps son colineales. Por ejemplo,

   colineales [(2,1),(5,7),(4,5),(20,37)]  ==  True
   colineales [(2,1),(5,7),(4,5),(21,37)]  ==  False

1 2	colineales [(2,1),(5,7),(4,5),(20,37)] == True colineales [(2,1),(5,7),(4,5),(21,37)] == False

Soluciones

-- 1ª definición
colineales1 :: [(Int,Int)] -> Bool
colineales1 ((x1,y1):(x2,y2):xys) =
    all (\(x,y) -> (x-x1)*dy == (y-y1)*dx) xys
    where (dx,dy) = (x2-x1,y2-y1)
colineales1 _ = True

-- 2ª definición
colineales2 :: [(Int,Int)] -> Bool
colineales2 ((x,y):xys) = all (\(dx',dy')-> dx'*dy == dy'*dx) ds 
    where ((dx,dy):ds) = [(x'-x,y'-y) | (x',y') <- xys]

-- 3ª definición
colineales3 :: [(Int,Int)] -> Bool
colineales3 ((x1,y1):(x2,y2):xys) =
    all (\(x,y) -> x*dy-y*dx == k) xys
    where (dx,dy,k) = (x2-x1,y2-y1,x1*dy-y1*dx)
colineales3 _ = True

-- 1ª definición

colineales1 :: [(Int,Int)] -> Bool

colineales1 ((x1,y1):(x2,y2):xys) =

all (\(x,y) -> (x-x1)*dy == (y-y1)*dx) xys

where (dx,dy) = (x2-x1,y2-y1)

colineales1 _ = True

-- 2ª definición

colineales2 :: [(Int,Int)] -> Bool

colineales2 ((x,y):xys) = all (\(dx',dy')-> dx'*dy == dy'*dx) ds

where ((dx,dy):ds) = [(x'-x,y'-y) | (x',y') <- xys]

-- 3ª definición

colineales3 :: [(Int,Int)] -> Bool

colineales3 ((x1,y1):(x2,y2):xys) =

all (\(x,y) -> x*dy-y*dx == k) xys

where (dx,dy,k) = (x2-x1,y2-y1,x1*dy-y1*dx)

colineales3 _ = True

Primos hereditarios

PorJosé A. Alonso 16-abril-20151-mayo-2016

Un número primo es hereditario si todos los números obtenidos eliminando dígitos por la derecha o por la izquierda son primos. Por ejemplo, 3797 es hereditario ya que los números obtenidos eliminando dígitos por la derecha son 3797, 379, 37 y 3 y los obtenidos eliminando dígitos por la izquierda son 3797, 797, 97 y 7 y todos ellos son primos.

Definir la sucesión

   hereditarios :: [Integer]

1	hereditarios :: [Integer]

cuyos elementos son los números hereditarios. Por ejemplo,

   ghci> take 15 hereditarios
   [2,3,5,7,23,37,53,73,313,317,373,797,3137,3797,739397]

1 2	ghci> take 15 hereditarios [2,3,5,7,23,37,53,73,313,317,373,797,3137,3797,739397]

Soluciones

import Data.List (inits, tails)
import Data.Char (digitToInt)
import Data.Numbers.Primes (primes, isPrime)

hereditarios :: [Integer]
hereditarios = [n | n <- primes, hereditario n]

hereditario :: Integer -> Bool
hereditario n = 
    all odd (map digitToInt (tail ds)) &&
    all isPrime (map read (tail (inits ds))) &&
    all isPrime (map read (init (tails ds)))
    where ds = show n

import Data.List (inits, tails)

import Data.Char (digitToInt)

import Data.Numbers.Primes (primes, isPrime)

hereditarios :: [Integer]

hereditarios = [n | n <- primes, hereditario n]

hereditario :: Integer -> Bool

hereditario n =

all odd (map digitToInt (tail ds)) &&

all isPrime (map read (tail (inits ds))) &&

all isPrime (map read (init (tails ds)))

where ds = show n

Sucesión de números parientes

PorJosé A. Alonso 17-marzo-20151-mayo-2016

Se dice que dos números naturales son parientes sitienen exactamente un factor primo en común, independientemente de su multiplicidad. Por ejemplo,

Los números 12 (2²·3) y 40 (2³·5) son parientes, pues tienen al 2 como único factor primo en común.
Los números 49 (7²) y 63 (3²·7) son parientes, pues tienen al 7 como único factor primo en común.
Los números 12 (2²·3) y 30 (2·3·5) no son parientes, pues tienen dos factores primos en común.
Los números 49 (7²) y 25 (5²) no son parientes, pues no tienen factores primos en común.

Se dice que una lista de números naturales es una secuencia de parientes si cada par de números consecutivos son parientes. Por ejemplo,

La lista [12,40,35,28] es una secuencia de parientes.
La lista [12,30,21,49] no es una secuencia de parientes.

Definir la función

   secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool

1	secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool

tal que (secuenciaParientes xs) se verifica si xs es una secuencia de parientes. Por ejemplo,

   secuenciaParientes [12,40,35,28]           ==  True
   secuenciaParientes [12,30,21,49]           ==  False
   secuenciaParientes [2^n | n <- [1..2000]]  ==  True

secuenciaParientes [12,40,35,28] == True

secuenciaParientes [12,30,21,49] == False

secuenciaParientes [2^n | n <- [1..2000]] == True

Soluciones

import Data.List (intersect, nub)
import Data.Numbers.Primes (primes, primeFactors)

-- (parientes x y) se verifica si x e y son parientes. Por ejemplo,
--    parientes 12 40  ==  True
--    parientes 49 63  ==  True
--    parientes 12 30  ==  False
--    parientes 49 25  ==  False

-- 1ª definición (con gcd)
parientes1 :: Integer -> Integer -> Bool
parientes1 x y =
    length [p | p <- takeWhile (<= d) primes, d `mod` p == 0] == 1 
    where d = gcd x y

-- 2ª definición (con primeFactors)
parientes2 :: Integer -> Integer -> Bool
parientes2 0 0 = False
parientes2 x y = 
    length (nub (primeFactors x `intersect` primeFactors y)) == 1

-- Comparación de eficiencia
--    ghci> parientes1 (2^25) (2^25)
--    True
--    (34.34 secs, 15974866184 bytes)
--    ghci> parientes2 (2^25) (2^25)
--    True
--    (0.01 secs, 3093024 bytes)

-- Usaremos la 2ª definición
parientes :: Integer -> Integer -> Bool
parientes = parientes2

-- Definiciones de secuenciaParientes 
-- ==================================

-- 1ª definición (por recursión)
secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes []         = True
secuenciaParientes [x]        = True
secuenciaParientes (x1:x2:xs) =
    parientes x1 x2 && secuenciaParientes (x2:xs)

-- 2ª definición (por recursión con 2 ecuaciones)
secuenciaParientes2 :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes2 (x1:x2:xs) =
    parientes x1 x2 && secuenciaParientes2 (x2:xs)
secuenciaParientes2 _         = True

-- 3ª definición (sin recursión):
secuenciaParientes3 :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes3 xs = all (\(x,y) -> parientes x y) (zip xs (tail xs)) 

-- 4ª definición
secuenciaParientes4 :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes4 xs = all (uncurry parientes) (zip xs (tail xs))

import Data.List (intersect, nub)

import Data.Numbers.Primes (primes, primeFactors)

-- (parientes x y) se verifica si x e y son parientes. Por ejemplo,

-- parientes 12 40 == True

-- parientes 49 63 == True

-- parientes 12 30 == False

-- parientes 49 25 == False

-- 1ª definición (con gcd)

parientes1 :: Integer -> Integer -> Bool

parientes1 x y =

length [p | p <- takeWhile (<= d) primes, d `mod` p == 0] == 1

where d = gcd x y

-- 2ª definición (con primeFactors)

parientes2 :: Integer -> Integer -> Bool

parientes2 0 0 = False

parientes2 x y =

length (nub (primeFactors x `intersect` primeFactors y)) == 1

-- Comparación de eficiencia

-- ghci> parientes1 (2^25) (2^25)

-- True

-- (34.34 secs, 15974866184 bytes)

-- ghci> parientes2 (2^25) (2^25)

-- True

-- (0.01 secs, 3093024 bytes)

-- Usaremos la 2ª definición

parientes :: Integer -> Integer -> Bool

parientes = parientes2

-- Definiciones de secuenciaParientes

-- ==================================

-- 1ª definición (por recursión)

secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes [] = True

secuenciaParientes [x] = True

secuenciaParientes (x1:x2:xs) =

parientes x1 x2 && secuenciaParientes (x2:xs)

-- 2ª definición (por recursión con 2 ecuaciones)

secuenciaParientes2 :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes2 (x1:x2:xs) =

parientes x1 x2 && secuenciaParientes2 (x2:xs)

secuenciaParientes2 _ = True

-- 3ª definición (sin recursión):

secuenciaParientes3 :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes3 xs = all (\(x,y) -> parientes x y) (zip xs (tail xs))

-- 4ª definición

secuenciaParientes4 :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes4 xs = all (uncurry parientes) (zip xs (tail xs))

Triparticiones de una lista

PorJosé A. Alonso 21-enero-201530-noviembre-2015

Definir la función

   triparticiones :: [a] -> [([a],[a],[a])]

1	triparticiones :: [a] -> [([a],[a],[a])]

tal que (triparticiones xs) es la lista de las ternas (xs1,xs2,xs3) tales que su concatenación es xs. Por ejemplo,

   ghci> triparticiones "abc"
   [("","","abc"),("","a","bc"),("","ab","c"),("","abc",""),
    ("a","","bc"),("a","b","c"),("a","bc",""),("ab","","c"),
    ("ab","c",""),("abc","","")]

ghci> triparticiones "abc"

[("","","abc"),("","a","bc"),("","ab","c"),("","abc",""),

("a","","bc"),("a","b","c"),("a","bc",""),("ab","","c"),

("ab","c",""),("abc","","")]

Comprobar con QuickCheck que, suponiendo que xs es una lista de elementos comparables por igualdad, entonces para cada terna de (triparticiones xs) se cumple que la concatenación de sus elementos es xs.

Soluciones

import Test.QuickCheck

triparticiones :: [a] -> [([a],[a],[a])]
triparticiones xs = [(xs1,xs2,xs3) | (xs1,ys)  <- biparticiones xs,
                                     (xs2,xs3) <- biparticiones ys]

-- (biparticiones xs) es la lista de los pares (xs1,xs2) tales que su
-- concatenación es xs. Por ejemplo, 
--    ghci> biparticiones "abc"
--    [("","abc"),("a","bc"),("ab","c"),("abc","")]
biparticiones :: [a] -> [([a],[a])]
biparticiones []     = [([],[])]
biparticiones (x:xs) = ([],x:xs) :
                       [(x:xs1,xs2) | (xs1,xs2) <- biparticiones xs]

-- La propiedad es
prop_triparticiones :: Eq a => [a] -> Bool
prop_triparticiones xs =
    all (\(xs1,xs2,xs3) -> xs1 ++ xs2 ++ xs3 == xs) (triparticiones xs)

-- La comprobación es 
--    ghci> quickCheck prop_triparticiones
--    +++ OK, passed 100 tests.

import Test.QuickCheck

triparticiones :: [a] -> [([a],[a],[a])]

triparticiones xs = [(xs1,xs2,xs3) | (xs1,ys) <- biparticiones xs,

(xs2,xs3) <- biparticiones ys]

-- (biparticiones xs) es la lista de los pares (xs1,xs2) tales que su

-- concatenación es xs. Por ejemplo,

-- ghci> biparticiones "abc"

-- [("","abc"),("a","bc"),("ab","c"),("abc","")]

biparticiones :: [a] -> [([a],[a])]

biparticiones [] = [([],[])]

biparticiones (x:xs) = ([],x:xs) :

[(x:xs1,xs2) | (xs1,xs2) <- biparticiones xs]

-- La propiedad es

prop_triparticiones :: Eq a => [a] -> Bool

prop_triparticiones xs =

all (\(xs1,xs2,xs3) -> xs1 ++ xs2 ++ xs3 == xs) (triparticiones xs)

-- La comprobación es

-- ghci> quickCheck prop_triparticiones

-- +++ OK, passed 100 tests.

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