《小 學 組 合 數 學》

hhc0001發表於2024-03-07

嗯,這就是小學難度,起碼我學這些東西的時候我是個小學生

線性求逆元

這個玩意要分兩塊講,\(p\) 是模數。

線性求 \(1 \sim N\) 的逆元

對於一個 \(i\)

\[\text{設} a = \lfloor \frac{p}{i} \rfloor, \ b = p \bmod i, \]

\[ai + b \equiv 0 \pmod p, \]

\[\frac{i}{b} + \frac{1}{a} \equiv 0 \pmod p \ (\text{兩邊除以} \ ab) \]

\[\frac{i}{b} \equiv - \frac{1}{a} \pmod p \]

\[\frac{b}{i} \equiv -a \pmod p \]

\[bi^{-1} \equiv -a \pmod p \]

\[i^{-1} \equiv -ab^{-1} \pmod p \]

然後遞推。

線性求任意 \(N\) 個數的逆元(注意到它可以用來求階乘的逆元)

首先我們求出 \(N\) 個數的字首積,記作 \(pre\)

定義 \(inv_i\)\(pre_i\) 的逆元。

然後我們求出 \(inv_N\)

最後我們利用逆元的性質,\(inv_i = inv_{i+1}a_{i+1}\)

對於第 \(i\) 個數,它的逆元是 \(inv_{i} \times pre_{i-1}\)\(pre_0 = 1\))。

本質不同排列

整體減空白。

分蘋果

Section 1:正整數

假設我們有 \(N\) 個一樣的蘋果,要分給 \(M\) 個人。他們都餓了,所以每一個人至少要有一個蘋果。求分法。

我們把 \(N\) 個蘋果排成一排,有 \(N - 1\) 個空隙。蘋果都是一樣的,本質是在這 \(N - 1\) 個空隙中插入 \(M - 1\) 個板子(形成 \(M\) 個區間第, \(i\) 個區間給第 \(i\) 個人),答案總數是 \(\dbinom{N - 1}{M - 1}\)

Section 2:非負整數

還是蘋果,還是人,但這次這些蘋果是點心,所以有些人可以沒有蘋果。仍然求分法。

一個空隙裡面可以插上多個蘋果,怎麼辦呢?

我們拿 \(M\) 個反物質蘋果過來(假設我們到達了無限),然後問題就轉化成了 Section 1。

方案數是 \(\dbinom{N + M - 1}{M - 1}\)

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