Las sucesiones de Prouhet son más conocidas como
sucesiones Morse - Heldlund, pero parece ser que el primero que
las introdujo fue E. Prouhet en un paper publicado en Comptes
Rendus en 1851.
La sucesión t de Prouhet se define como (an),
siendo an la suma, módulo t, de los
dígitos de la expresión de n en base t.
Ejemplo: Sucesión binaria de Prouhet
n |
Expresión binaria |
an |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
10 |
1 |
3 |
11 |
0 |
4 |
100 |
1 |
5 |
101 |
0 |
La construcción que veremos sirve para fabricar cubos
mágicos. En lo que sigue, veremos cómo utilizar estas
sucesiones para construir cubos mágicos, y si lo único que
desea el lector es construir cuadrados mágicos, todo lo que
tiene que considerar es el caso en que N = 2.
Definición: Un cubo-N de
orden T es un arreglo N - dimensional de TN
celdas N - dimensionales. Asignaremos a cada celda un
número tomado del conjunto {0, 1 , ..., TN - 1}
de forma que no aparezcan números repetidos en el cubo.
Expresaremos, por conveniencia, esos números en base T.
Notaciones:
Sea x un entero tal que x < tE.
Notaremos como x1...xE su
expresión en base t.
Si y es otro
entero, notaremos con x ¤ y al entero cuya expresión en
base t es Z1...ZE con
Zi = xi
+ y (mod t) .
S(t,E)
significará el conjunto {0, 1 , ..., TE - 1}.
La sucesión de
Prouhet t-aria se notará {an}.
A continuación
enuncio los dos teoremas fundamentales, sin demostración. Ésta
puede verse en la bibliografía o, si alguien interesado no
puede acceder a ella, puedo enviárselas por correo
electrónico.
Teorema
Sea E
divisible entre t. Entonces la función f:S(t,E)
-> S(t,E) definida como f(n)
= n ¤ an es una permutación de S(t,E).
Para el siguiente
teorema, se considera un cubo-N de orden tM
con MN=E. Se asume que t divide a E y que M
>= 1 si t es impar y M >=2 si t
es par. Se indizan las celdas del cubo como 0, ..., tE-1
siguiendo el orden lexicogéfico de las coordenadas de las
celdas.
Teorema
Asignando el número f(n)
a la n-ésima celda, se obtiene un cubo-N mágico de orden tM.
