Cálculo de pi usando el producto de Wallis

El producto de Wallis es una expresión, descubierta por John Wallis en 1655, para representar el valor de π y que establece que:

Definir las funciones

tales que

  • factoresWallis es la sucesión de los factores del productos de Wallis. Por ejemplo,

  • productosWallis es la sucesión de los productos de los primeros factores de Wallis. Por ejemplo,

  • (aproximacionPi n) es la aproximación de pi obtenida multiplicando los n primeros factores de Wallis. Por ejemplo,

  • (errorPi x) es el menor número de factores de Wallis necesarios para obtener pi con un error menor que x. Por ejemplo,

Soluciones

Particiones de una lista

Definir la función

tal que (particiones xs) es la lista de las particiones de xs en segmentos de elementos consecutivos. Por ejemplo,

Comprobar con QuickCheck que la concatenación de cada uno de los elementos de (particiones xs) es igual a xs.

Nota: En la comprobación usar ejemplos pequeños como se indica a continuación

Soluciones

Suma minimal de productos de pares de elementos consecutivos

Al permutar los elementos de la lista [1,2,3,4] se obtienen los siguientes valores de la suma de pares de elementos consecutivos:

  • 10, por ejemplo con [1,4,2,3] ya que 1×4+2×3 = 10
  • 11, por ejemplo con [1,3,2,4] ya que 1×3+2×4 = 11
  • 14, por ejemplo con [1,2,3,4] ya que 1×2+3×4 = 14

Por tanto, la mínima suma de los productos de elementos consecutivos en las permutaciones de [1,2,3,4] es 10 y una permutación con dicha suma es [1,4,2,3].

Definir las funciones

tales que

  • (minimaSumaProductos xs) es la mínima suma de los productos de elementos consecutivos en las permutaciones de lista xs, suponiendo que xs tiene un número par de elementos. Por ejemplo,

  • (permutacionMinimal xs) es una permutación de xs cuya suma de productos de elementos consecutivos de xs es la mínima suma de los productos de elementos consecutivos en las permutaciones de lista xs, suponiendo que xs tiene un número par de elementos. Por ejemplo,

Soluciones

La sucesión «Mira y di»

La sucesión «Mira y di» (en inglés, Look-and-Say) es una sucesión de números naturales en donde cada término se obtiene agrupando las cifras iguales del anterior y recitándolas. Por ejemplo, si x(0) = 1 se lee como «un uno» y por tanto x(1) = 11. Análogamente,

Definir la función

tal que (sucMiraYDi n) es la sucesión «Mira y di» cuyo primer término es n. Por ejemplo,

Independientemente del término inicial x(0) elegido (con la única salvedad del 22), la sucesión diverge y la razón entre el número de cifras de x(n) y el de x(n-1) tiende a un valor fijo que es la constante de Conway λ ≈ 1.303577269. Por ejemplo, para x(0) = 1, las razones son

Definir la función

tal que (aproximacionConway n e) es el menor k tal que la diferencia entre la constante de Conway y la razón entre el número de cifras de x(k) x(k-1) es, en valor absoluto, menor que e. Por ejemplo,

Nota: Este ejercicio ha sido propuesto por Elías Guisado.

Soluciones

Cadena de primos

La lista de los primeros números primos es

Los primeros elementos de la cadena obtenida concatenado los números primos es

Definir la función

tal que (primoEnPosicion n) es el número primo que tiene algún dígito en la posición n de la cadena obtenida concatenado los números primos. Por ejemplo,

Soluciones