【学习笔记】反演魔法

发布时间 2023-04-26 22:19:39作者: flywatre

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反演,就是讲一个函数乘一个矩阵变为另一个函数,逆反演就是乘逆矩阵。

二项式反演

\(F(n)=\sum\limits_{i=0}^{n} \binom{n}{i} G(i)\) \(<---->\) \(G(n)=\sum\limits_{i=0}^{n}(-1)^{n-i}\binom{n}{i}F(i)\)
考虑生成函数的证明。

\[F[n]=\sum\limits_{i=0}^{n}\binom{n}{i}G[i]\\ \frac{F[n]}{n!}=\sum\limits_{i=0}^{n}\frac{1}{(n-i)!}\frac{G[i]}{i!} \]

因为 \(e^x=\sum\limits_{i=0}\frac{x^i}{i!}\)

\[G\times e^x = F \to G = F\times e^{-x} \]

于是

\[\frac{G[n]}{n!}=\sum\limits_{i=0}^{n}\frac{(-1)^{n-i}}{(n-i)!}\frac{F[i]}{i!}\\ G[n]=\sum\limits_{i=0}^{n}(-1)^{n-i}\binom{n}{i}F[i] \]

Min-Max 反演

\[Max(S)=\sum\limits_{T\subseteq S}(-1)^{|T|+1}Min(T) \]

相反也同样成立,可以用容斥证明。
在期望下也同样成立!

拓展minmax容斥:
image
不证了。

\[Kthmax(S)=\sum\limits_{T\subseteq S}(-1)^{|T|-k}\binom{|T|-1}{k-1}Min(T) \]

未完待续...