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万泉部诗人

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@miqkde2j
此快照首次捕获于
2025/12/04 06:13
3 个月前
此快照最后确认于
2025/12/04 06:13
3 个月前
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观察一下题目的形式有无更好的结构?
感觉直接能瞪出来的都是神人了。
一个简单的想法是分治,对于 nn 的情形,和两个 n2\frac{n}{2} 的解,将其拼起来是否合法?
我把 n=3n=3 时的不等关系列了一下。
可以得到一个结论是:假设有两个 n2\frac{n}{2} 的合法解,那么能拼起来当且仅当差分序列相同。
那么可以考虑一个 dp 是:解决了 2i2^i 的问题后,当前序列的 max,min\max,\min 分别是 j,kj,k 的方案数是 fi,j,kf_{i,j,k}
枚举一下另一半的开头和自己开头的差,则另一半直接确定,但是要保证数都在值域内,这是要记录 max,min\max,\min 的原因。
这个复杂度上天了,而且状态不得不记很没有前途。
考虑直接计数。
将这个过程抽象成:在一个数轴上有一个初始区间 [x,x][x,x],也就是 n=0n=0 时的一个解。每次可以选择:不动(另一半和自己完全一样),左端点向左扩展 cc (另一半开头比自己小 cc ),右端点向右扩展 dd(另一半开头比自己大 cc )。
考虑终态的区间 [l,r][l,r],显然我们只关心区间长度,所以先在值域上选出这个区间。然后枚举到底有几段非 00 的扩展,随后将段分配给向左扩展还是向右扩展。下面的式子需要补上 z+1z+1,因为没算完全不扩展的情况。可以得到以下式子:
L=0zk=1ni=0k(zL+1)(L1k1)(nk)(ki)\sum\limits_{L=0}^z\sum\limits_{k=1}^n\sum\limits_{i=0}^k (z-L+1)\binom{L-1}{k-1}\binom{n}{k}\binom{k}{i}
解题的关键是 LL 的枚举不可接受,因而调整枚举顺序。
k=1ni=0k(nk)(ki)L=0z(zL+1)(L1k1)\sum\limits_{k=1}^n\sum\limits_{i=0}^k \binom{n}{k}\binom{k}{i}\sum\limits_{L=0}^z (z-L+1)\binom{L-1}{k-1}
我们来观察一下最后一个求和。
zL=0z(L1k1)L=0z(L1)(L1k1)z\sum\limits_{L=0}^z \binom{L-1}{k-1}-\sum\limits_{L=0}^z(L-1)\binom{L-1}{k-1}
前者是上指标求和 z(zk)z\binom{z}{k},后者是下面的形式:
i=0ni(im)\sum\limits_{i=0}^ni\binom{i}{m}
形式很有吸收释放的味道,所以构造 (i+1m+1)=i+1m+1(im)\binom{i+1}{m+1}=\frac{i+1}{m+1}\binom{i}{m}
因而
(m+1)(i+1m+1)(im)=i(im)(m+1)\binom{i+1}{m+1}-\binom{i}{m}=i\binom{i}{m}
于是形式变为了正常的上指标求和。
i=0ni(im)=(m+1)((n+2m+2)[m=0])(n+1m+1)\sum\limits_{i=0}^ni\binom{i}{m}=(m+1)(\binom{n+2}{m+2}-[m=0])-\binom{n+1}{m+1}
带入一下。
z(zk)L=0z(L1)(L1k1)z\binom{z}{k}-\sum\limits_{L=0}^z(L-1)\binom{L-1}{k-1}
z(zk)L=0z1L(Lk1)z\binom{z}{k}-\sum\limits_{L=0}^{z-1}L\binom{L}{k-1}
z(zk)k((z+1k+1)[k=1])+(zk)z\binom{z}{k}-k(\binom{z+1}{k+1}-[k=1])+\binom{z}{k}
方便起见 k=1k=1 单独算。原式就是:
k=2ni=0k(nk)(ki)((z+1)(zk)k(z+1k+1))\sum\limits_{k=2}^n\sum\limits_{i=0}^k \binom{n}{k}\binom{k}{i}((z+1)\binom{z}{k}-k\binom{z+1}{k+1})
这个玩意看起来很和善,已经可以直接卷了。
能不能再给力一点啊?
最后一个括号之和 z,kz,k 有关,提前。
k=2n((z+1)(zk)k(z+1k+1))i=0k(nk)(ki)\sum\limits_{k=2}^n((z+1)\binom{z}{k}-k\binom{z+1}{k+1})\sum\limits_{i=0}^k \binom{n}{k}\binom{k}{i}
剩下一个:
i=0k(nk)(ki)\sum\limits_{i=0}^k \binom{n}{k}\binom{k}{i}
没有求和就是一个很常见的恒等式的一半,但是没用。
将组合数拆开:
i=0kn!k!k!(nk)!i!(ki)!\sum\limits_{i=0}^k\dfrac{n!k!}{k!(n-k)!i!(k-i)!}
n!(nk)!i=0k1i!(ki)!\dfrac{n!}{(n-k)!}\sum\limits_{i=0}^k\dfrac{1}{i!(k-i)!}
哇,最后一项就是 [xk]e2x=2kk![x^k]e^{2x}=\frac{2^k}{k!}
整理一下:
n!(nk)!2kk!\dfrac{n!}{(n-k)!}\frac{2^k}{k!}
带回去:
k=2n((z+1)(zk)k(z+1k+1))n!(nk)!2kk!\sum\limits_{k=2}^n((z+1)\binom{z}{k}-k\binom{z+1}{k+1})\dfrac{n!}{(n-k)!}\frac{2^k}{k!}
k=2n((z+1)(zk)k(z+1k+1))(nk)2k\sum\limits_{k=2}^n((z+1)\binom{z}{k}-k\binom{z+1}{k+1})\binom{n}{k}2^k
k=2n((z+1)(zk)(z+1)kk+1(zk))(nk)2k\sum\limits_{k=2}^n((z+1)\binom{z}{k}-\frac{(z+1)k}{k+1}\binom{z}{k})\binom{n}{k}2^k
k=2n(z+1k+1)(nk)2k\sum\limits_{k=2}^n\binom{z+1}{k+1}\binom{n}{k}2^k
完结撒花!
但是为啥别人的这么好推呢?
因为我多枚举了 00 的个数导致多了个 \sum。其实直接忽略 00 就好了。

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