組合數作業 經典模型總結

2022-09-19 03:45:08 字數 3235 閱讀 7312

1.若求 \(\binom \ \mathrm \ p\),如果模數 \(p,不能像平常一樣直接求階乘+逆元,因為會直接變成 \(0\)。這時可以用 lucas 定理,或亂搞。

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feature 1(吸收公式)

\(\binom =\frac \binom \),\(k\binom =n\binom \),\(\binom /n=\binom /k\)。

pf:暴力展開或亂搞。(

feature 2(extended 吸收公式)

\((n-k)\binom =n\binom \)。

pf:隨便搞搞換個元即可。

feature 3:\(\sum_^nk\binom =n2^\)。

pf:考慮 \(n\) 個數中選 \(k\) 個,每個數均攤貢獻 \(1\)。就等於考慮每個數,其他數有 \(2^\) 種選法,那麼這個數就有 \(2^\) 的貢獻。

feature 4:\(\sum_^nk^2\binom =n(n+1)2^\)。

pf:利用 feature 1:\(\sum_^nk^2\binom =n\sum_^nk\binom =n(\sum_^n(k-1)\binom +n\sum_^n\binom )=n((n-1)\sum_^n\binom +n\sum_^n\binom )=n(n-1)2^+n2^=n(n+1)2^\),即證。

feature 5(變上項求和):\(\sum_^n\binom =\binom \)。

pf:影象法。

如圖,左邊本質相當於 \((0,0)\) 走到 \((k,0\sim (n-k))\) 的總方案數。找到 \((0,0)->(k+1,n-k)\) 路徑上最後乙個 \(x=k\) 的點,發現它只能往右走一格再往上走,也就是說只有一種方案。所以其路徑數就是左式。

feature 6:

\(\binom \binom =\binom \binom \)。

pf:組合意義即可。

feature 7:

\(\sum_^r\binom \binom =\binom \)。

pf:組合意義即可。

feature 8(extanded feature 7):

\(\sum_^m\binom m k\binom n k=\binom \)。

pf:即證 \(\sum_^m\binom m \binom n k=\binom \),由 feature 7 得證。

feature 9:

\(m\) 為奇數,\(\sum_^\binom m k=2^/2=2^\)。

\(m\) 為偶數,\(\sum_^\binom m k=(2^+\binom m )/2\)。

pf:其實還是利用了組合數的對稱性,\(\binom =\binom \)。(很優美)

5左式的組合意義為從 \(n\) 個數中選 \(k\) 個其中最後三個數至少有乙個被選的方案數。

對應右式的選數的最後乙個位置在 \(n\)、\(n-1\)、\(n-2\) 的方案數和。

6\(n\) 為奇數時所有的組合數係數和為 \(0\),原式 \(=0\)。

\(n\) 為偶數時發現構造這個 \(\binom ^2\) 比較棘手。然後不會等會補。

7way1:

\(=\binom \binom +\binom \binom +\binom \binom +\binom \binom \)。

由組合意義知 \(=\binom \)。

way2:

\(=\binom +2\binom +\binom \)

\(=\binom +\binom \)

\(=\binom \)

本質是楊輝三角。(?

8即證 \(\binom (r-k)=\binom r\)。

令 \(t = r-k\)。

即證 \(\binom t=\binom r\)。發現這就是那啥公式。(當然也可以暴力展開。

9發現我們很想把 \(\binom (k+1)\) 化成標準形式(?,於是想到分子分母同乘 \(n+1\)。

原式=\(\frac =\frac \)。

10pro1:即欽定最後乙個數選**。

pro2(組合意義):考慮 \(m^2\) 即長度 \(m\) 的數列中的無序二元組個數,令其為 \((a,b)\)。若 \(a=b\),這樣的組合有 \(\binom \) 個。若 \(a\ne b\),這樣的組合有 \(2\binom \) 個,即證。

11組合意義同上:\(a=6,b=6,c=1\)。

12number of ways

\(\sum_^n\sum_^n\binom \)

利用上面的 feature 5,

\(=\sum_^n(\binom +\binom -1)\)(\(-1\) 是因為兩種情況的交集為 \(1\))

\(=\sum_^n(\binom +\binom -1)\)

\(=2\times \binom -n\)

cf407c curious array

看著自然想到差分或者區間修改查詢。但這裡累加的數並不是等差的/相同的,不好做。

所以我們需要知道這樣乙個性質:

如圖,做 \(k\) 次字首和後,得到組合數 \(\binom \)。

於是我們反著來,令修改區間為 \([l,r]\),組合數下標為 \(k\)。在 \((k+1,l)\) 處加 \(1\),但是這樣肯定會產生多餘的貢獻。由於 \(k\) 很小,所以我們在後面隨便減減就可以啦~這裡值得學習的地方還是很多,只不過我懶得打了。(

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