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 \(\omega_d\)\(d\) 次单位根

  • \(d|n\),右边和式中每一项都为 \(1\)

  • \(d\nmid n\),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 \(S\)

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

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

\(A\) 为给定的 \(n\times n\) 矩阵,\(I_n\)\(n\times n\) 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

\(n\) 个物品,每个物品有两个属性 \(a_i\)\(b_i\),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 \(f(i)\)\(i\) 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 \(\lfloor \frac{n}{x} \rfloor\)\(\sum\limits_{i=2}^{\lfloor \frac{n}{x} \rfloor}[\text{$i$ 是质数}]f(i)\)

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