min max容斥學習筆記

2022-05-08 02:18:09 字數 1262 閱讀 1577

給出集合\(s​\),可以通過某種奇特的方式將最小值和最大值互相轉化,甚至轉化為\(k​\)大值。

更為有用的是,它在期望意義下也是正確的。

\[min(s)=\sum_ (-1)^ max(t)\\

max(s)=\sum_ (-1)^ min(t)

\]證明和作用不再贅述,網上大把。

\(min-max\)容斥不只可以搞出最值,甚至可以搞出\(k\)大值。

受上面的啟發,我們仍然考慮乙個容斥:

\[kthmax(s)=\sum_f(|t|) min(t)

\]其中\(f(x)\)是乙個未知的函式,我們需要將其構造出來。

對於乙個排名為\(x\)的元素(即第\(n-x+1\)大),它對答案的貢獻係數是這樣乙個東西:

\[\sum_^ f(i+1)

\]我們令

\[\sum_^ f(i+1)=[n-x+1=k]=[n-x=k-1]

\]得到

\[\begin

[a=k-1]&=\sum_^a f(i+1)\\

\end

\]由二項式反演,得

\[\begin

f(m+1)&=\sum_^m (-1)^[i=k-1]\\

&= (-1)^\\

\end\\

\therefore f(m)= (-1)^

\]於是我們有

\[kthmax(s)=\sum_ (-1)^ min(t)

\]更好的是,這個式子在期望意義下仍然成立,即

\[e(kthmax(s))=\sum_ (-1)^ e(min(t))

\](然而我並不會證明……)

考慮這樣一道題:

有一些物品\(a_i\)。在每個時刻,\(a_i\)出現的概率為\(p_i\),其中\(\sum_i p_i=1\)。每個時刻會且僅會出現乙個物品,問期望多久時間能收集到\(k\)個不同的物品。\(n\leq 20\)

對於乙個集合\(s=\|1\leq i \leq m\}\),定義\(min(s)\)為\(s\)中最早出現的物品出現的時間,\(max,kthmax\)同理,就可以套用上面的式子:

\[e(kthmax(s))=\sum_ (-1)^ e(min(t))

\]其中$e(min(t))=\frac} $。

於是我們預處理階乘、\(e(min(t))\),然後大力列舉\(t\),就可以在\(o(2^n)\)的時間內得到答案了。(可能有更快的做法?懶得想了)

洛谷p3175 [haoi2015]按位或

洛谷p4707 重返現世

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