单位根反演

恒等式

$$
[d|n]=\frac{1}{d} \sum_{i=0}^{d-1} \omega_d^{i\times n}
$$

其中 $\omega_d$ 是 $d$ 次单位根

  • 当 $d|n$,右边和式中每一项都为 $1$

  • 当 $d\nmid n$,容易得到右边为 $0$

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min-max容斥

描述

Maximum-minimums identity

对于一个集合 $S$ 有

$$
\begin{align}
\max(S) &= \sum_{T \subseteq S} (-1)^{|T|+1} \min(T) \
\min(S) &= \sum_{T \subseteq S} (-1)^{|T|+1} \max(T)
\end{align}
$$

其中 $\max(S)$ 表示集合 $S$ 中的最大元素,$\min(S)$ 表示 $S$ 中的最小元素

证明略

在期望下也成立

$$
\begin{align}
E(\max(S)) &= \sum_{T \subseteq S} (-1)^{|T|+1} E(\min(T)) \
E(\min(S)) &= \sum_{T \subseteq S} (-1)^{|T|+1} E(\max(T))
\end{align}
$$

不会证

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特征多项式和常系数线性齐次递推

特征多项式

设 $A$ 为给定的 $n\times n$ 矩阵,$I_n$ 为 $n\times n$ 单位矩阵,$A$ 的特征多项式定义为

$$
p(\lambda )=\det(\lambda I_{n}-A)
$$

其中 $\det$ 表示行列式。

Cayley–Hamilton theorem

根据 凯莱–哈密顿定理,$A$ 满足方程

$$
p(A)=0
$$

其中 $0$ 是零矩阵。

因此我们可以利用这个 $n$ 次的多项式 $p(A)$ 来降低 $A$ 的高次幂。

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最小树形图和朱刘算法

好久没写博客了,不过修了好多以前文章的锅。

描述

给出一张 $n$ 个点 $m$ 条带权边的有向图,钦定一个根 $r$,求以 $r$ 为根的最小有向生成树(Minimum Directed Spanning Tree,MDST,也即最小树形图)。

有向生成树(DST)即要求边是从父亲连向儿子

下面给出的算法可以在 $O(n\times m)$ 的复杂度内求解,另外存在更优的算法。

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类欧几里得算法

问题

求以下形式表达式的值。

$$ \sum_{i=0}^n i^{k_1}\left\lfloor \frac{a\times i+b}{c} \right\rfloor ^{k_2} $$

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01分数规划

问题

有 $n$ 个物品,每个物品有两个属性 $a_i$ 和 $b_i$,需要选出 $k$ 个,设选出的编号集合是 $S$。

最大化

$$\frac{\sum_{i\in S} a_i}{\sum_{i\in S} b_i}$$

保留一定精度。

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Min_25筛

前言

大家都会啊,还是一次考试题的部分分,听 ftq 讲了

咕了几天就来学了

好像比杜教筛少很多思维难度吧

update:

好难啊,重新理解了好多次,还改了文章结构

简介

如果一个积性函数 $f(i)$ 在 $i$ 是质数时是一个关于 $i$ 的低次多项式,并且在质数的幂处的能快速求,那么大概可以用Min_25筛来求

$$\sum_{i=1}^n f(i)$$

对于 $f(1)$ 特判

时间复杂度 $\mathcal O(\frac{n^\frac{3}{4}}{\log n})$,空间复杂度$\mathcal O(\sqrt{n})$

并且同时我们可以求出每个 $\lfloor \frac{n}{x} \rfloor$ 的 $\sum\limits_{i=2}^{\lfloor \frac{n}{x} \rfloor}[\text{$i$ 是质数}]f(i)$

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