• 生成函数


    其他:

    对$${1over 1-x}=1+x+x2+x3cdots$$
    进行加减乘除求导积分,或把(x)代换成(ax)等方法得到一些奇怪的公式,参见小函数(qwq)
    (x)(-x)则原式变为容斥形式

    指数型生成函数

    (~~~~)生成函数的每一项系数变为$$frac {a_i}{i!}$$(~~~~)这样可以发现一些规律,并且在求解组合数问题时会派到用场。

    生成函数解一次递推题:

    step1:

    (~~~~)设出母函数的幂级数形式,利用递推公式(左右两边相减得0)把幂级数形式乘除加减求导积分化为闭形式。

    step2:

    (~~~~)把闭形式分解成可以化成确切已知幂级数的小函数(见文章最后)加减形式,得到通项公式。

    生成函数解二次递推题:

    step1:

    (~~~~)利用生成函数(大眼观察法)求出(f(0,m))的通项公式(可以理解成(f(0,m))(f(0,0))的关系)。

    step2:

    (~~~~)固定列(m)(把(m)当作常数),求出(f(n,m))(f(0,m))的关系(通项公式,但是除n外,带常数m),把(f(m,0))代入得(f(n,m))(f(0,0))的关系,即通项公式。
    (~~~~)例题

    卷积型生成函数解递推式:

    递推公式大致形态:(h_n=sum_{i=0}^n h_i imes h_{n-i})

    核心操作:

    (g(x))为其生成函数,则可得到:相邻两阶导数的关系,将生成函数幂级数形式求导带入,根据对应项相等,可得(O(n))递推公式。例题

    生成函数解排列组合问题:

    可以求解的问题:

    (~~~~)用一些物品组合成一个集合的方案数,对物品的选取有要求,如只能选某个数的倍数次,或不多于某个数等。

    step1:

    (~~~~)每个物品分别用指数代表贡献,系数代表方案,互斥的选取方法用+连接,不同物品乘起来。

    step2:

    (~~~~)把整个式子化成闭形式,再展开成幂级数形式,i项的系数就是组成集合有总数为i的贡献的方案数。

    另一种方法:

    在特殊限制下,每一个物品都有单位选取个数,且可以选无数个,那么可以设生成函数$$A(x)=sum a_i imes x^i$$(a_i)表示单位选取方案数,(m_i)表示单位个数,那么答案生成函数

    [B(x)=sum_{nge 0} A(x)^n={1over 1-A(x)} ]

    即从选几个物品的角度来看,每次从中选一个。

    指数型生成函数的意义:

    (~~~~)若求排列数,那么就要使用指数型生成函数,多项式系数仍代表组合数,数列代表排列数,最后得到一个幂级数,它的系数就是排列数。(组合数???为什么不直接除阶乘????)

    秘籍(cdot)小函数:

    (1).$$sum_{nge 0}x^{n} ={1 over 1-x}$$
    (2).$$sum_{nge 0}{n+m-1choose m-1}x^{n}=frac 1{(1-x)^m}$$
    (多个函数卷积,插板法)
    (4).$$sum_{nge 0}frac{xn}{n!}=ex(from~taylor)$$
    (5).$$sum_{nge 1}frac{x^n}{n}=lnfrac{1}{1-x}$$

    (一次求导才得到(frac 1 {1 - x}),所以每一个都多乘了(n),方程的解多除一个)

    (7).$$sum_{0le nle p}xn=frac{1-x{p+1}}{1-x}$$
    ((1)保留本身 (-x^{p+1})把他后面(p+1)项减掉,只有(1)~(p)没有被减)
    (10).$$sum_{nge 0}frac{x{2n}}{(2n)!}=frac{ex + e^{-x}}{2}(from~4)$$
    (11).$$sum_{nge 0} frac{x^{2n + 1}}{(2n + 1)!}=frac{e^x - e^{-x}}{2}(from~4)$$
    (12).$$sum_{n ge 0}(-1){n+1}frac{x{n}}{n}=ln(1+x)$$

    (frac{1}{1+x})求导得(sum_{ige 0}(-1)^ix^i)由于(ln(1+x))求导一次才得(frac{1}{1+x})多乘一个(n),方程的解要除去且((-1)^i)奇偶性发生变化变成((-1)^{i+1})

    (13).$$sum_{nge 0} {achoose n} imes xn=(1+x)a (from~high-text-book)$$
    (14).$$sum_{nge 0} (x+y)^n=frac {1}{1-x-y}(x=x+y)$$
    (3).$$sum_{nge 0}cnxn=frac{1}{1-cx}(x=cx)$$
    (8).$$sum_{0le nle p}x^{n imes a}=frac{1-x{a imes(p+1)}}{1-xa} (x=x^a)$$

    关键:

    把意义与函数指数系数对应起来。

    多项式取ln

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Smeow/p/10582635.html
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