POJ - 3734 Blocks 指数生成函数
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- 題意:
- 思路:
題意:
一段長度為nnn的序列,你有紅黃藍綠四種顏色的磚塊,問你鋪磚的方案數,每塊磚長度為111,其中紅黃顏色個數必須為偶數。
思路:
考慮多重集合排列數:
所以我們構造四種顏色的指數生成函數,并轉換成封閉式:
f紅(x)=f黃(x)=1+x22!+x44!+...=ex+e?x2f_{紅}(x)=f_{黃}(x)=1+\frac{x^2}{2!}+\frac{x^4}{4!}+...=\frac{e^x+e^{-x}}{2}f紅?(x)=f黃?(x)=1+2!x2?+4!x4?+...=2ex+e?x?
f藍(x)=f綠(x)=1+x1!+x22!+...=exf_{藍}(x)=f_{綠}(x)=1+\frac{x}{1!}+\frac{x^2}{2!}+...=e^xf藍?(x)=f綠?(x)=1+1!x?+2!x2?+...=ex
將其乘起來得封閉式
G=e2x?e2x+e?2x+24=e4x+2e2x+14G=e^{2x}*\frac{e^{2x}+e^{-2x}+2}{4}=\frac{e^{4x}+2e^{2x}+1}{4}G=e2x?4e2x+e?2x+2?=4e4x+2e2x+1?。
再將封閉式展開
由ex=∑i≥0xii!e^x=\sum_{i\ge0}\frac{x^i}{i!}ex=∑i≥0?i!xi?,得ekx=∑i≥0kixii!e^{kx}=\sum_{i\ge0}\frac{k^ix^i}{i!}ekx=∑i≥0?i!kixi?,即G=14+∑i≥0(4i+2i+1)?xii!4G=\frac{1}{4}+\frac{\sum_{i\ge0}(4^i+2^{i+1})*\frac{x^i}{i!}}{4}G=41?+4∑i≥0?(4i+2i+1)?i!xi??,取指數為nnn的項,得系數4n+2n+14?n!\frac{4^n+2^{n+1}}{4*n!}4?n!4n+2n+1?,可以將常數項忽略,再乘上多重集合排列數的分子n!n!n!得4n+2n+14=4n?1+2n?1\frac{4^n+2^{n+1}}{4}=4^{n-1}+2^{n-1}44n+2n+1?=4n?1+2n?1,答案即為4n?1+2n?14^{n-1}+2^{n-1}4n?1+2n?1,快速冪直接算一下即可。
總結
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