【组合数学】生成函数 ( 求和性质 )
文章目錄
- 一、生成函數(shù)求和性質(zhì) 1 ( 向前求和 )
- 二、生成函數(shù)求和性質(zhì) 2 ( 向后求和 )
參考博客 :
- 【組合數(shù)學(xué)】生成函數(shù) 簡要介紹 ( 生成函數(shù)定義 | 牛頓二項式系數(shù) | 常用的生成函數(shù) | 與常數(shù)相關(guān) | 與二項式系數(shù)相關(guān) | 與多項式系數(shù)相關(guān) )
- 【組合數(shù)學(xué)】生成函數(shù) ( 線性性質(zhì) | 乘積性質(zhì) )
- 【組合數(shù)學(xué)】生成函數(shù) ( 移位性質(zhì) )
一、生成函數(shù)求和性質(zhì) 1 ( 向前求和 )
生成函數(shù)求和性質(zhì) 1 :
bn=∑i=0naib_n = \sum\limits_{i=0}^{n}a_ibn?=i=0∑n?ai? , 則 B(x)=A(x)1?xB(x) = \cfrac{A(x)}{1-x}B(x)=1?xA(x)?
數(shù)列 ana_nan? 的生成函數(shù)是 A(x)A(x)A(x) , 數(shù)列 bnb_nbn? 的生成函數(shù)是 B(x)B(x)B(x) ,
數(shù)列 an={a0,a1,a2,?}a_n = \{ a_0 , a_1, a_2 , \cdots \}an?={a0?,a1?,a2?,?} , 數(shù)列 bn={b0,b1,b2,?}b_n = \{ b_0 , b_1, b_2 , \cdots \}bn?={b0?,b1?,b2?,?} ;
數(shù)列 ana_nan? 的生成函數(shù) A(x)=a0+a1x+a2x2+?A(x) = a_0 + a_1x + a_2x^2 + \cdotsA(x)=a0?+a1?x+a2?x2+?
數(shù)列 bnb_nbn? 的生成函數(shù) B(x)=b0+b1x+b2x2+?B(x) = b_0 + b_1x + b_2x^2 + \cdotsB(x)=b0?+b1?x+b2?x2+?
bnb_nbn? 數(shù)列中的第 nnn 項 , 等于 ana_nan? 數(shù)列中的前 nnn 項的和 ;
推導(dǎo) bnb_nbn? 數(shù)列的項 :
b0=a0b_0 = a_0b0?=a0?
b1=a0+a1b_1 = a_0 + a_1b1?=a0?+a1?
b2=a0+a1+a2b_2 = a_0 + a_1 + a_2b2?=a0?+a1?+a2?
?\vdots?
bn=a0+a1+a2+?+anb_n = a_0 + a_1 + a_2 + \cdots + a_nbn?=a0?+a1?+a2?+?+an?
推導(dǎo)生成函數(shù)的項 :
B(x)B(x)B(x) 中的x0x^0x0 項 ( 常數(shù)項 ) : b0=a0b_0 \ \ \ = a_0b0????=a0?
B(x)B(x)B(x) 中的x1x^1x1 項 ( 常數(shù)項 ) : b1x=(a0+a1)xb_1x \ = (a_0 + a_1)xb1?x?=(a0?+a1?)x
B(x)B(x)B(x) 中的x2x^2x2 項 ( 常數(shù)項 ) : b2x2=(a0+a1+a2)x2b_2x^2 = (a_0 + a_1 + a_2)x^2b2?x2=(a0?+a1?+a2?)x2
?\vdots?
B(x)B(x)B(x) 中的xnx^nxn 項 ( 常數(shù)項 ) : bnxn=(a0+a1+a2+?+an)xnb_nx^n = (a_0 + a_1 + a_2 + \cdots + a_n)x^nbn?xn=(a0?+a1?+a2?+?+an?)xn
將上述 B(x)B(x)B(x) 中的各項相加 : 相加的策略是縱向相加 , 如下圖所示 :
第 111 列相加 : a0+a0x+a0x2+?+a0xn=a011?xa_0 + a_0 x + a_0x^2 + \cdots + a_0x^n = a_0\cfrac{1}{1-x}a0?+a0?x+a0?x2+?+a0?xn=a0?1?x1?
第 222 列相加 : a1x+a1x2+?+a1xn=a1x11?xa_1 x + a_1x^2 + \cdots + a_1x^n = a_1x\cfrac{1}{1-x}a1?x+a1?x2+?+a1?xn=a1?x1?x1?
?\vdots?
第 nnn 列相加 : anxn=anxn11?xa_nx^n = a_nx^n\cfrac{1}{1-x}an?xn=an?xn1?x1?
最終得到 :
B(x)=a011?x+a1x11?x+?+anxn11?x+?B(x) = a_0\cfrac{1}{1-x} + a_1x\cfrac{1}{1-x} + \cdots + a_nx^n\cfrac{1}{1-x} + \cdotsB(x)=a0?1?x1?+a1?x1?x1?+?+an?xn1?x1?+?
將其中的 11?x\cfrac{1}{1-x}1?x1? 提取出來 , 就可以得到 :
B(x)=11?x(a0+a1x++?+anxn+?)B(x) = \cfrac{1}{1-x} ( a_0 + a_1x + + \cdots + a_nx^n + \cdots )B(x)=1?x1?(a0?+a1?x++?+an?xn+?)
B(x)=11?xA(x)B(x) = \cfrac{1}{1-x} A(x)B(x)=1?x1?A(x)
二、生成函數(shù)求和性質(zhì) 2 ( 向后求和 )
生成函數(shù)求和性質(zhì) 2 :
bn=∑i=n∞aib_n = \sum\limits_{i=n}^{\infty}a_ibn?=i=n∑∞?ai? , 并且 A(1)=∑i=n∞aiA(1) =\sum\limits_{i=n}^{\infty}a_iA(1)=i=n∑∞?ai? 收斂 , 則 B(x)=A(1)?xA(x)1?xB(x) = \cfrac{A(1) - xA(x)}{1-x}B(x)=1?xA(1)?xA(x)?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的【组合数学】生成函数 ( 求和性质 )的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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