आउटपुट यूलर नंबर


28

एक गैर-नकारात्मक पूर्णांक n, को देखते हुए , nth ईयुलर नंबर ( OEIS A122045 ) का उत्पादन करता है ।

सभी विषम-अनुक्रमित यूलर संख्या 0.सम-क्रमबद्ध यूलर संख्याओं की गणना निम्न सूत्र से की जा सकती है ( i1 काल्पनिक इकाई को संदर्भित करता है):

E2n=ik=12n+1j=0k(kj)(1)j(k2j)2n+12kikk.

नियम

  • n एक गैर-नकारात्मक पूर्णांक होगा जैसे किnth Euler संख्या आपकी भाषा के लिए पूर्णांकों की प्रतिनिधित्व योग्य सीमा के भीतर है।

परीक्षण के मामलों

0 -> 1
1 -> 0
2 -> -1
3 -> 0
6 -> -61
10 -> -50521
20 -> 370371188237525

1
@donbright आप कोष्ठकों का एक सेट याद कर रहे हैं: wolframalpha.com/input/… - इसके साथ, दो समन दोनों हैं -i/2, जो -iजब जोड़े जाते हैं। iसारांश के बाहर से गुणा करें , और आपको मिलता है 1
मेगो

जवाबों:


18

गणितज्ञ, 6 बाइट्स

EulerE

-cough-


9
जब मैंने शीर्षक देखा, तो मैंने तुरंत सोचा कि "निश्चित रूप से गणितज्ञ के पास इसके लिए एक बिलिन होना चाहिए"।
हाइपरनेत्रिनो

12
यह बहुत ज्यादा हर शीर्षक पर लागू होता है ... यहां तक ​​कि छवियों में बकरियों का पता लगाने
लुइस मेंडो

GoatImageQको रेखांकित किया गया है
ग्रेग मार्टिन

1
क्या आप इसे समझा सकते हैं? संपादित करें: यह एक मजाक था।
मैजिक ऑक्टोपस Urn

13

जे , 10 बाइट्स

(1%6&o.)t:

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

एक्सपोनेंशियल जनरेटिंग फंक्शन sech (x) के लिए परिभाषा का उपयोग करता है।


क्या जे जनरेटिंग फ़ंक्शन प्राप्त करने के लिए प्रतीकात्मक विश्लेषण करता है? यह n = 30 के लिए भी फ्लोटिंग पॉइंट एरर में नहीं चलता है।
orlp

@orlp मुझे यकीन नहीं है कि यह आंतरिक रूप से क्या करता है, लेकिन जे टेलर श्रृंखला को क्रियाओं के सबसेट के लिए जानता है । किसी भी फ़ंक्शन को आप उन क्रियाओं के संयोजन का उपयोग करके परिभाषित कर सकते हैं कि वे कहां के लिए मान्य होंगे t.या t:कहां हैं gf और egf एक उत्सुक नोट है कि टैन (x) समर्थित नहीं है लेकिन पाप (x) / cos (x) है।
मील


11

मेपल, 5 बाइट्स

euler

बिल्डरों के लिए हुर्रे?


4
गणित की समस्या के लिए गणित भी बहुत कठिन है जब इसे प्यार करें ...
Theonlygusti

11

मैक्सिमा , 5 बाइट्स / 42 बाइट्स

मैक्सिमा में बनाया गया है:

euler

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

निम्न समाधान में ऊपर से निर्मित की आवश्यकता नहीं है, और सूत्र का उपयोग करता है जो मूल रूप से यूलर संख्या को परिभाषित करता है।

हम मूल रूप से 1/cosh(t) = sech(t)(तक n!) की श्रृंखला विस्तार के n-वें गुणांक की तलाश कर रहे हैं

f(n):=coeff(taylor(sech(x),x,0,n)*n!,x,n);

इसे ऑनलाइन आज़माएं!


9

गणितज्ञ, बिना बिल्ट-इन, 18 बाइट्स

@ Rahnema1 के सूत्र का उपयोग करना :

2Im@PolyLog[-#,I]&

21 बाइट्स:

Sech@x~D~{x,#}/.x->0&

5

पायथन 2.7, 46 बाइट्स

चुप्पी का उपयोग करना।

from scipy.special import*
lambda n:euler(n)[n]

5

पर्ल 6 , 78 बाइट्स

{(->*@E {1-sum @E».&{$_*2**(@E-1-$++)*[*](@E-$++^..@E)/[*] 1..$++}}...*)[$_]}

यहाँ से पुनरावृत्त सूत्र का उपयोग करता है :

En=1k=0n1[Ek2(n1k)(nk)]

How it works

The general structure is a lambda in which an infinite sequence is generated, by an expression that is called repeatedly and gets all previous values of the sequence in the variable @E, and then that sequence is indexed with the lambda argument:

{ ( -> *@E {    } ... * )[$_] }

The expression called for each step of the sequence, is:

1 - sum @E».&{              # 1 - ∑
    $_                      # Eₙ
    * 2**(@E - 1 - $++)     # 2ⁿ⁻ˡ⁻ᵏ
    * [*](@E - $++ ^.. @E)  # (n-k-1)·...·(n-1)·n
    / [*] 1..$++            # 1·2·...·k
}


4

JavaScript (Node.js), 46 45 bytes

F=(a,b=a)=>a?(b+~a)*F(--a,b-2)+F(a,b)*++b:+!b

Try it online!

Valid for all En values (as required), but not for F(n,i) generally (outputs F(n,i) for odd ns.) The code is modified to reduce one byte by changing the output to F(n,i)=(1)nF(n,i) where F is defined as below. Specifically, the recurrence formula for F is

F(n,i)=(in1)F(n1,i2)+(i+1)F(n1,i)

JavaScript (Node.js), 70 46 bytes

F=(a,b=a)=>a?-F(--a,b)*++b+F(a,b-=3)*(a-b):+!b

Try it online!

Surprised to find no JavaScript answer yet, so I'll have a try.

The code consists of only basic mathematics, but the mathematics behind the code requires calculus. The recursion formula is derived from the expansion of the derivatives of sech(x) of different orders.

Explanation

Here I'll use some convenient notation. Let Tn:=tanhn(t) and Sn:=sechn(t). Then we have

dnSdtn=i=0nF(n,i)TniSi+1

Since dTdt=S2 and dSdt=TS, we can deduce that

ddt(TaSb)=aTa1(S2)(Sb)+bSb1(TS)(Ta)=aTa1Sb+2bTa+1Sb

Let b=i+1 and a=ni, we can rewrite the relation above as

ddt(TniSi+1)=(ni)Tni1Si+3(i+1)Tni+1Si+1=(ni)T(n+1)(i+2)S(i+2)+1(i+1)T(n+1)iSi+1

That is, F(n,i) contributes to both F(n+1,i+2) and F(n+1,i). As a result, we can write F(n,i) in terms of F(n1,i2) and F(n1,i):

F(n,i)=(ni+1)F(n1,i2)(i+1)F(n1,i)

with initial condition F(0,0)=1 and F(0,i)=0 where i0.

The related part of the code a?-F(--a,b)*++b+F(a,b-=3)*(a-b):+!b is exactly calculating using the above recurrence formula. Here's the breakdown:

-F(--a,b)                // -F(n-1, i)                  [ a = n-1, b = i   ]
*++b                     // *(i+1)                      [ a = n-1, b = i+1 ]
+F(a,b-=3)               // +F(n-1, i-2)                [ a = n-1, b = i-2 ]
*(a-b)                   // *((n-1)-(i-2))              [ a = n-1, b = i-2 ]
                         // which is equivalent to *(n-i+1)

Since T(0)=0 and S(0)=1, En equals the coefficient of Sn+1 in the expansion of dnSdtn, which is F(n,n).

For branches that F(0,0) can never be reached, the recurrences always end at 0, so F(n,i)=0 where i<0 or i is odd. The latter one, particularly, implies that En=0 for all odd ns. For even is strictly larger than n, the recurrence may eventually allow 0in to happen at some point, but before that step it must reach a point where i=n+1, and the recurrence formula shows that the value must be 0 at that point (since the first term is multiplied by ni+1=n(n+1)+1=0, and the second term is farther from the "triangle" of 0in). As a result, F(n,i)=0 where i>n. This completes the proof of the validity of the algorithm.

Extensions

The code can be modified to calculate three more related sequences:

Tangent Numbers (46 bytes)

F=(a,b=a)=>a?F(--a,b)*++b+F(a,b-=3)*(a-b):+!~b

Secant Numbers (45 bytes)

F=(a,b=a)=>a?F(--a,b)*++b+F(a,b-=3)*(a-b):+!b

Euler Zigzag Numbers (48 bytes)

F=(a,b=a)=>a?F(--a,b)*++b+F(a,b-=3)*(a-b):!b+!~b

3

Befunge, 115 bytes

This just supports a hardcoded set of the first 16 Euler numbers (i.e. E0 to E15). Anything beyond that wouldn't fit in a 32-bit Befunge value anyway.

&:2%v
v@.0_2/:
_1.@v:-1
v:-1_1-.@
_5.@v:-1
v:-1_"="-.@
_"}$#"*+.@v:-1
8**-.@v:-1_"'PO"
"0h;"3_"A+y^"9*+**.@.-*8+*:*

Try it online!

I've also done a full implementation of the formula provided in the challenge, but it's nearly twice the size, and it's still limited to the first 16 values on TIO, even though that's a 64-bit interpreter.

<v0p00+1&
v>1:>10p\00:>20p\>010g20g2*-00g1>-:30pv>\:
_$12 0g2%2*-*10g20g110g20g-240pv^1g03:_^*
>-#1:_!>\#<:#*_$40g:1-40p!#v_*\>0\0
@.$_^#`g00:<|!`g01::+1\+*/\<
+4%1-*/+\2+^>$$10g::2>\#<1#*-#2:#\_$*\1

Try it online!

The problem with this algorithm is that the intermediate values in the series overflow much sooner than the total does. On a 32-bit interpreter it can only handle the first 10 values (i.e. E0 to E9). Interpreters that use bignums should do much better though - PyFunge and Befungee could both handle at least up to E30.


1

Python2, (sympy rational), 153 bytes

from sympy import *
t=n+2 
print n,re(Add(*map(lambda (k,j):I**(k-2*j-1)*(k-2*j)**(n+1)*binomial(k,j)/(k*2**k),[(c/t+1,c%t) for c in range(0,t**2-t)])))

This is very suboptimal but it's trying to use basic sympy functions and avoid floating point. Thanks @Mego for setting me straight on the original formula listed above. I tried to use something like @xnor's "combine two loops" from Tips for golfing in Python


1
You can do import* (remove the space in between) to save a byte. Also, you need to take the number as an input somehow (snippets which assume the input to be in a variable are not allowed).
FlipTack

1

CJam (34 bytes)

{1a{_W%_,,.*0+(+W%\_,,:~.*.+}@*W=}

Online demo which prints E(0) to E(19). This is an anonymous block (function).

The implementation borrows Shieru Akasoto's recurrence and rewrites it in a more CJam friendly style, manipulating entire rows at a time.

Dissection

{           e# Define a block
  1a        e#   Start with row 0: [1]
  {         e#   Loop...
    _W%     e#     Take a copy and reverse it
    _,,.*   e#     Multiply each element by its position
    0+(+    e#     Pop the 0 from the start and add two 0s to the end
    W%      e#     Reverse again, giving [0 0 (i-1)a_0 (i-2)a_1 ... a_{i-2}]
    \       e#     Go back to the other copy
    _,,:~.* e#     Multiply each element by -1 ... -i
    .+      e#     Add the two arrays
  }         e#
  @*        e#   Bring the input to the top to control the loop count
  W=        e#   Take the last element
}


0

Axiom, 5 bytes

euler

for OEIS A122045; this is 57 bytes

g(n:NNI):INT==factorial(n)*coefficient(taylor(sech(x)),n)

test code and results

(102) -> [[i,g(i)] for i in [0,1,2,3,6,10,20]]
   (102)
   [[0,1],[1,0],[2,- 1],[3,0],[6,- 61],[10,- 50521],[20,370371188237525]]

(103) -> [[i,euler(i)] for i in [0,1,2,3,6,10,20]]
   (103)
   [[0,1],[1,0],[2,- 1],[3,0],[6,- 61],[10,- 50521],[20,370371188237525]]

0

APL(NARS), 42 chars, 84 bytes

E←{0≥w←⍵:1⋄1-+/{(⍵!w)×(2*w-1+⍵)×E⍵}¨¯1+⍳⍵}

Follow the formula showed from "smls", test:

  E 0
1
  E 1
0
  E 3
0
  E 6
¯61
  E 10
¯50521

the last case return one big rational as result because i enter 20x (the big rational 20/1) and not 20 as i think 20.0 float 64 bit...

  E 20x
370371188237525 

It would be more fast if one return 0 soon but would be a little more long (50 chars):

  E←{0≥w←⍵:1⋄0≠2∣w:0⋄1-+/{(⍵!w)×(2*w-1+⍵)×E⍵}¨¯1+⍳⍵}
  E 30x
¯441543893249023104553682821 

it would be more fast if it is used the definition on question (and would be a little more long 75 chars):

  f←{0≥⍵:1⋄0≠2∣⍵:0⋄0J1×+/{+/⍵{⍺÷⍨(0J2*-⍺)×(⍵!⍺)×(¯1*⍵)×(⍺-2×⍵)*n}¨0..⍵}¨⍳n←1+⍵}
  f 0
1
  f 1
0
  f 3
0
  f 6
¯61J0 
  f 10
¯50521J¯8.890242766E¯9 
  f 10x
¯50521J0 
  f 20x
370371188237525J0 
  f 30x
¯441543893249023104553682821J0 
  f 40x
14851150718114980017877156781405826684425J0 
  f 400x
290652112822334583927483864434329346014178100708615375725038705263971249271772421890927613982905400870578615922728
  107805634246727371465484012302031163270328101126797841939707163099497536820702479746686714267778811263343861
  344990648676537202541289333151841575657340742634189439612727396128265918519683720901279100496205972446809988
  880945212776281115581267184426274778988681851866851641727953206090552901049158520028722201942987653512716826
  524150450130141785716436856286094614730637618087804268356432570627536028770886829651448516666994497921751407
  121752827492669601130599340120509192817404674513170334607613808215971646794552204048850269569900253391449524
  735072587185797183507854751762384660697046224773187826603393443429017928197076520780169871299768968112010396
  81980247383801787585348828625J0 

The result above it is one complex number that has only the real part.

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