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abulafia
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Una solución sencilla. Emparejas las listas L1 y L2 (que han de ser de la misma longitud) con la función zip() para así ir tomando pares de valores (uno de cada lista). El primer valor en cada par sería el exponente y el segundo sería el coeficiente. Usas el exponente como clave de un diccionario para ir sumando el coeficiente a lo que ya hubiera en esa clave del diccionario.

Si además usas el tipo defaultdict(int) (un diccionario cuyos valores se crean con el valor cero por defecto en el momento en que son accedidos por primera vez, si no existían ya), la cosa queda muy simple:

from collections import defaultdict

p = defaultdict(int)
for exp, coef in zip(L1, L2):
  p[exp] += coef

El resultado en p es un diccionario en el que cada clave es cada uno de los exponentes procesados, y cada valor es el resultado de sumar los coeficientes. En tu ejemplo este diccionario tendría:

{0: 6, 1: 13, 2: 14, 3: 7, 4: 2}

Si quieres tenerlo en dos listas separadas (una para exponentes y otra para coeficientes), de mayor a menor exponente, puedes separarlos así:

L4 = list(sorted(p, reverse=True))
L5 = [p[exp] for exp in L4]

Y se obtiene:

L4: [4, 3, 2, 1, 0]
L5: [2, 7, 14, 13, 6]

Sin usar defaultdict

El código queda un poco más largo pues hay que verificar que la clave exista en el diccionario (y si no crearla antes de acceder a ella):

p = {}
for exp, coef in zip(L1, L2):
  if not exp in p:
    p[exp] = 0
  p[exp]+=coef

La forma de separar el resultado en dos listas sería la misma.

abulafia
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