累積再帰

$0$ 以上の整数全体を $\mathbb{N}=\{0,1,2,\dots \}$ とする。関数 $f:\mathbb{N}\to \mathbb{N}$ を、累積再帰
$$f(0)=1,f(n+1)=f(n)+f\left(\lfloor \frac{n}{2}\rfloor \right)(n\in \mathbb{N})$$
で定める。ここで $\lfloor t\rfloor$ は $t$ 以下の最大の整数である。$f(n)\ge 20$ となる最小の $n\in \mathbb{N}$ を求めよ。

自然数全体を $\mathbb{N}=\{0,1,2,\dots \}$（$0$ を含む）とし、$p_i$ を $i$ 番目の素数とする（$p_0=2,p_1=3,p_2=5,\dots$）。有限列 $(a_0,a_1,\dots ,a_{k-1})\in {\mathbb{N}}^k$ のゲーデル数を
$$⟨a_0,a_1,\dots ,a_{k-1}⟩=\prod _{i=0}^{k-1}{p}_i^{a_i+1}$$
で定める（空列のゲーデル数は $1$ とする）。

関数 $F:\mathbb{N}\to \mathbb{N}$ を
$$F(0)=1,F(1)=1,F(n+2)=F(n+1)+2F(n)(n\in \mathbb{N})$$
で定め、その累積値関数（course-of-values function）$\overline{F}:\mathbb{N}\to \mathbb{N}$ を
$$\overline{F}(n)=⟨F(0),F(1),\dots ,F(n-1)⟩$$
で定める。自然数 $\overline{F}(5)$ の正の約数の個数を求めよ。

自然数全体を $\mathbb{N}=\{0,1,2,\dots \}$（$0$ を含む）とする。カントールの対関数 $\pi :\mathbb{N}\times \mathbb{N}\to \mathbb{N}$ を
$$\pi (x,y)=\frac{(x+y)(x+y+1)}{2}+y$$
で定める。$\pi$ は全単射であるから、各 $n\in \mathbb{N}$ に対して $\pi (x,y)=n$ をみたす $(x,y)$ がただ 1 つ存在する。これを $x={\pi }_1(n)$, $y={\pi }_2(n)$ と書く（${\pi }_1,{\pi }_2$ は原始再帰関数である）。

関数 $g:\mathbb{N}\to \mathbb{N}$ を、累積再帰（course-of-values recursion）により
$$g(0)=0,g(n+1)=\pi (g({\pi }_2(n)),g({\pi }_1(n)))+1(n\in \mathbb{N})$$
で定める（${\pi }_1(n),{\pi }_2(n)\le n$ なので well-defined であり、$g$ は原始再帰関数である）。$g(2024)$ の値を求めよ。

この問題では自然数 $\mathbb{N}$ は $0$ を含むものとする。$p_0=2,p_1=3,p_2=5,p_3=7,p_4=11,p_5=13,\dots$ を小さい順に並べた素数とする（$p_i$ は $0$ 番目から数えて $i$ 番目の素数）。

正の整数 $c$ と $i\in \mathbb{N}$ に対し、$c$ を素因数分解したときの $p_i$ の指数を $e_i(c)$ とする（$p_i$ が $c$ を割り切らなければ $e_i(c)=0$）。さらに
$$(c{)}_i=\max (e_i(c)-1,0)$$
と定める。例えば $c=2^2\cdot 3^3$ のとき $e_0(c)=2,e_1(c)=3,e_2(c)=0$ なので $(c{)}_0=1,(c{)}_1=2,(c{)}_2=0$ である。

関数 $g:\mathbb{N}\times {\mathbb{Z}}_{>0}\to \mathbb{N}$ を、正の整数 $c$ に対して
$$g(0,c)=1,g(m,c)=(c{)}_{\lfloor m/2\rfloor }+(c{)}_{m-1}(m\ge 1)$$
で定める（右辺の 2 つの項はどちらも上で定めた $(c{)}_i$ の値の和であり、$g$ を再帰的に使うものではない）。さらに関数 $F:\mathbb{N}\to {\mathbb{Z}}_{>0}$ を
$$F(0)=1,F(n+1)=F(n)\cdot p_n^{g(n,F(n))+1}(n\in \mathbb{N})$$
で定める。例えば $F(1)=1\cdot p_0^{g(0,1)+1}=2^2$ である。

このとき、$F(6)$ を素因数分解したときの素数 $13$ の指数 $e_5(F(6))$ を求めよ。

$\mathbb{N}=\{0,1,2,\dots \}$（$0$ を含む）とする。カントールの対関数
$$J(x,y)=\frac{(x+y)(x+y+1)}{2}+y$$
は $\mathbb{N}\times \mathbb{N}$ から $\mathbb{N}$ への全単射であり、その逆写像の成分を $K,L:\mathbb{N}\to \mathbb{N}$（すなわち $J(K(n),L(n))=n$）とすると、$J,K,L$ はいずれも原始再帰関数である。$K(n)\le n,L(n)\le n$ に注意して、関数 $f:\mathbb{N}\to \mathbb{N}$ を累積再帰（course-of-values recursion）により
$$f(0)=1,f(n+1)=f(K(n))+f(L(n))(n\in \mathbb{N})$$
で定める（$f$ は原始再帰関数である）。$f(n)=9$ をみたす最小の $n\in \mathbb{N}$ を求めよ。