mysql資料庫公升冪 斯特林數

2021-10-17 18:24:28 字數 2566 閱讀 7620

第一類斯特林數\(s_\)

組合意義:

將\(n\)個不同數劃分為\(m\)個圓排列的方案數

遞推公式:

\[s_=s_+(i-1)\times s_

與階乘關係:

\[\sum_^ns_=n!

意義就是乙個圓排列可以看做乙個置換,所有排列的方案就是\(n!\)

與上公升冪的關係:

\[m^}=\sum_^ns_\times m^i

證明:數學歸納法

快速求法:

行:\(o(n\log^2n)\)的做法

考慮構造第一類斯特林數的生成函式

\[\prod_^(x+i)

分治\(ntt\)直接乘起來就好了,第\(m\)項係數就是\(s_\)

列:待填

第二類斯特林數\(s_\)

組合意義:

將\(n\)個不同數劃分為\(m\)個相同集合(集合非空,並且相同)的方案數

遞推公式:

\[s_=s_+j\times s_

乙個重要公式:

\[n^m=\sum _^ms_i!\dbinom

直接考慮組合意義,\(n^m\)表示將\(m\)個不同的數放入\(n\)個不同集合(可空)的方案數,直接列舉放入多少個不可空的集合即可

與下降冪的關係:

根據上面公式和\(\dbinomi!=n^}\)可得

\[n^m=\sum_^ms_n^}

快速求法:

行:考慮公式\(n^m=\sum _^ms_i!\dbinom\),對其進行二項式反演得

\[s_n!=\sum_^n(-1)^i^m\dbinom

展開二項式並移項得

\[s_=\sum_^n\frac}\frac

列:待填

反轉公式

首先考慮兩類斯特林數可將常冪,上公升冪,下降冪聯絡起來

\[\begin

x^}=\sum_^ s_ x^ \\

x^=\sum_^ s_ x^}

\end

然後注意到上公升冪和下降冪也有一定聯絡

\[(-x)^}=(-1)^ x^}

我們將\((10)\)式中的兩個式子兩邊都乘上乙個\((-1)^n\),就可以得到下面兩個式子

\[\begin

x^ &=\sum_^ s_(-1)^ x^} \\

x^} &=\sum_^ s_(-1)^ x^

\end

如果將上面式子中\(x^}\)和\(x^i\)分別用第一類斯特林數和第二類斯特林數展開,可以得到反轉公式

\[\begin

\sum_^ s_ s_(-1)^=[n=m] \\

\sum_^ s_ s_(-1)^=[n=m]

\end

乙個經典問題

計算\(n\)個點\(m\)條邊的無向連通圖的方案數

\(o(n^6)\)的做法

考慮設\(f_\)表示\(n\)個點\(m\)條邊的無向連通圖的方案數,轉移拿所有的方案減去不合法的方案,考慮直接列舉\(1\)號點所在連通圖的點數和邊數,剩下的隨便選,即

\[f_=\binom}-\sum_^n\sum_^mf_\binom}\binom

\(o(n^5)\)的做法

考慮乙個比較套路的做法,我們設乙個\(f_\)表示\(n\)個點,隨意劃分成\(k\)個集合,滿足只有在相同集合內的點有邊,不同集合中不會有邊,並且邊數恰好為\(m\)的方案數

我們考慮乙個有\(x\)的聯通塊的圖會在乙個\(f_k\)中被計算到\(s_\)次,所以考慮使用上面的反轉公式

\[\sum_^ns_(i-1)!(-1)^=[n=1]

所以如果我們求乙個\(\sum_^nf_(k-1)!(-1)^\)就可以得到所有\(n\)個點\(m\)條邊的連通圖的方案數

那麼剩下的就是考慮怎麼計算這個\(f_k\)了,考慮\(dp\),設\(g_\)表示\(n\)個點劃分成了\(c\)個集合一共有\(e\)條邊的方案數,這裡我們在轉移的時候強制每個集合都是連成完全圖,最後假設有\(e\)條邊,那麼直接從中間選出\(m\)條邊就好了,也就是直接乘乙個組合數即可,轉移同樣也是列舉\(1\)號點所在集合轉移即可

\[g_=\sum_^n\binomg_}

所以最後答案就是\(\sum_^n\sum_^}g_(j-1)!(-1)^\binom\)

\(o(n^4)\)的做法

考慮優化\(o(n^5)\)的做法,如果我們能讓乙個劃分成\(k\)個集合的方案被計算到\((k-1)!\)次,那麼我們就可以在\(dp\)的時候不用記錄乙個\(c\)了

要做到這個其實只需要在\(dp\)轉移的時候不列舉\(1\)所在的聯通塊,而是列舉任意乙個聯通塊就好了,那麼對於乙個劃分成\(k\)個集合的方案就會被算到\(k!\)次了,那麼如果是\((k-1)!\)次,只需要在最後列舉下\(1\)所在的聯通塊計數,那麼乙個聯通塊就會被計算\((k-1)!\)次了,對於\((-1)^\),可以直接在\(dp\)轉移的時候乘乙個\(-1\)的係數就好了,那麼最後轉移式就是

\[g_=\sum_^n(-1)\times\binomg_}

那麼最後答案就是\(\sum_^n\sum_}^}\binom\binomg_}\)

斯特林反演

咕咕咕

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有關斯特林數

這種情況即只需要考慮每個人左邊是誰就ok啦。考慮第n個人怎麼插入,他既可以直接自己成乙個環,也可以插到之前的人中間。s n,k s n 1,k 1 s n 1,k n 1 因為這個人有n 1個地方可以塞進去 s n,k 表示n個人站成k個圓的方案數 與上面的區別是,上面需要考慮每個圓裡面的元素是怎麼...