Note 普通生成函式 OGF

2022-09-14 17:21:22 字數 1301 閱讀 9673

對於乙個序列 \(a_,a_,\cdots\),我們稱:

\[g(x)=\sum_^a_x^

\]為序列 \(a\) 的 \(\mathbf\) 即普通生成函式 (\(\texttt\))。

同時因為我們不關心 \(x\) 的取值,因此 \(\sum_^a_x^\) 又稱作以 \(x\) 為自由元的形式冪級數。 -- 摘自 自為風月馬前卒

舉個例子,序列:

\[\left(^_\right),\left(^_\right),\cdots,\left(^_\right)

\]的 \(\mathbf\) 為(二項式定理):

\[g(x)=(1+x)^

\]由等比數列求和公式,有乙個常用的等式:

\[\sum_^x^=\frac}

\]因為指數為 \(\infty\),所以 \(x^\) 趨近於 \(0\),箭頭方向隨便打,因為我們並不關心 \(x\) 的取值。

即\[\sum_^x^=\frac

\]這個等式還有乙個重要的運用,我們把 \(x\) 替換成 \(kx\) 即可得:

\[\sum_^(kx)^=\frac

\]後文的用 \(\mathbf\) 求序列的通項公式裡面這個東西很有用的。

定義乙個序列

\[f_=\begin

1,i\in[0,1] \\

\displaystyle

f_+f_,i\in[2,\infty)

\end

\]則我們稱 \(f\) 為 \(\texttt\) 序列。

接下來我們來推導其生成函式:

\[\begin

g(x)&=\sum_^f_x^ \\

g(x)&=1+x+2x^+3x^+\cdots \\

xg(x)&=x+x^+2x^+3x^+\cdots \\

x^g(x)&=x^+x^+2x^+3x^+\cdots

\end

\]這裡運用初中數學中經常用的到錯位相減這一小技巧,可得

\[g(x)-xg(x)-x^g(x)=1

\]即可得

\[g(x)=\frac}

\]至此,我們已經求出了 \(\texttt\) 序列的 \(\mathbf\) 了。

以前文提到的 \(\texttt\) 為例。

首先我們知道其 \(\mathbf\) 為:

\[g(x)=\frac}

\]待定係數一下分母我們就可以得到:

\[g(x)=\frac}x)(1-\frac}x)}

\]後面的還沒推出來,咕了

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