學習筆記 牛頓迭代

2022-06-18 21:00:16 字數 2200 閱讀 2566

對於乙個函式\(f(x),\)如果我們知道它在\(x_0\)處的各階導數,那麼:

\[f(x)=\sum_^n \frac(x_0)(x-x0)^i}

\]即 我們在\(x_0\)處逼近了\(f(x).\)

考慮求:

\[g(f(x))\equiv 0(\bmod x^n)

\]對於\(n=1\)特殊求出來

考慮已經解決了:

\[g(f_0(x))\equiv 0(\bmod x^\right \rceil} )

\]考慮如何拓展到\(x^n.\)

在這裡泰勒展開一下:

\[g(f(x))=\sum_^\infty \frac(f_0(x))(f(x)-f_0(x))^i}

\]注意到當\(i\ge 2\)時 \((f(x)-f_0(x))^i\)的最低非\(0\)次項的次數是嚴格大於\(2\left\lceil\frac\right\rceil,\)所以:

\[g(f(x))\equiv g(f_0(x))+(f(x)-f_0(x))g'(f_0(x))(\bmod x^n)

\]注意到由題設得:

\[g(f(x))\equiv 0(\bmod x^n)

\]所以:

\[g(f_0(x))+(f(x)-f_0(x))g'(f_0(x))\equiv 0(\bmod x^n)

\]\[f(x)\equiv f_0(x)-\frac(\bmod x^n)

\]例題:

1.多項式 exp

給定多項式\(a(x),\)求\(e^(\bmod x^n).\)

設\(f(x)\equiv e^(\bmod x^n),\)兩邊取對數:

\[\ln f(x)\equiv a(x)(\bmod x^n)

\]\[\ln f(x)-a(x)\equiv 0(\bmod x^n)

\]將\(a(x)\)看成常數,設:

\[g(f(x))=\ln f(x)-a(x)

\]則\(g(f(x))\equiv 0\bmod (x^n)\)

\(g'(f(x))=\frac\)

\[f(x)\equiv f_0(x)-\frac}(\bmod x^n)

\]\[f(x)\equiv f_0(x)-f_0(x)(\ln f_0(x)-a(x))(\bmod x^n)

\]\[f(x)\equiv f_0(x)(1-\ln f_0(x)+a(x))(\bmod x^n)

\]遞迴求解\(o(n\log n).\)

**:

#includeusing namespace std;

#define int long long

const int n=310000;

const int mod=998244353;

int rev[n],a[n],b[n],c[n],d[n],e[n],f[n],g[n];

int lnb[n],g[n],n,k[n];

inline int add(int x,int y)

inline int mul(int x,int y)

inline int qpow(int a,int b)

return res;

}void ntt(int *a,int lim,int tp)(\bmod x^n)

\]注意到,\(a(x)\)是常數,\(g(x)\)的導數\(g'(x)=2b(x)\)

所以原式:

\[f(x)\equiv f_0(x)-\frac(\bmod x^n)

\]\[f(x)\equiv \frac

\]牛頓迭代即可。複雜度\(o(n\log n).\)

#includeusing namespace std;

#define int long long

const int n=310000;

const int mod=998244353;

int rev[n],a[n],b[n],c[n],f[n],g[n],ans[n];

int n,inv2,c[n];

inline int add(int x,int y)

inline int mul(int x,int y)

inline int qpow(int a,int b)

return res;

}void ntt(int *a,int lim,int tp)

signed main()

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