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母函数的性质及应用,2009国家集训队论文毛杰明南京外国语学校Email:maojm517邮政编码:210008,1,母函数的性质,定义母函数是用于对应一个无穷序列的幂级数,一般来说母函数有形式:,2,母函数的性质,举一个例子:,闭形式,不考虑收敛问题!,3,母函数的性质,基本操作1放缩:,4,母函数的性质,2加减法:,5,母函数的性质,3右移:,6,母函数的性质,4.求导:,7,母函数的性质,举一个求导的例子:,8,母函数的性质,5卷积规则:,组合问题,9,母函数的性质,简单的序列所对应的母函数,不定方程非负整数解的个数,10,母函数的应用,例1原创题例3Sweets,11,母函数的应用,例1小明出门旅游,需要带一些食物,包括薯片,巧克力,矿泉水,汉堡,牛奶和糖果。经过估计,他觉得带n(n=10100)件食物比较合适,但他还有一些癖好:最多带1个汉堡巧克力的块数是5的倍数最多带4瓶矿泉水薯片的包数是一个偶数最多带3罐牛奶糖果的个数是4的倍数问你小明有多少种方式来准备这次旅行所带的食物。,12,母函数的应用,汉堡巧克力薯片矿泉水牛奶糖果,13,母函数的应用,运用卷积规则,14,母函数的性质,指数型母函数,复杂,简单!,15,母函数的性质,最基本的指数型母函数,Taylor公式,名称来源,16,母函数的性质,乘积,排列问题!,17,母函数的应用,例2Chocolate例4证明题,18,母函数的性质,母函数型Plya定理(Plya定理)设G是n个对象的一个置换群,用m种颜色涂染这n个对象,则不同染色方案数为,不够具体!,19,母函数的性质,把m种颜色具体表示出来!,母函数型Plya定理,20,母函数的性质,一个具体的例子:有4颗珠子绕成一圈,用两种颜色染色,旋转后重叠的方案算一种。,置换群G:,Plya定理,21,母函数的性质,母函数型Plya定理得具体的方案,2黑2白的有两种,4黑,4白,3黑1白,3白1黑的都只有1种,22,母函数的应用,例5IOI2003国家集训队难题讨论活动0015Polygon,23,总结,离散数学,连续数学,母函数,解决问题优化算法证明命题,24,参考文献,1吴文虎,王建德.信息学奥林匹克竞赛指导组合数学的算法与程序设计.清华大学出版社,20022刘汝佳,黄亮.算法艺术与信息学竞赛.清华大学出版社,20043RonaldL.Graham,DonaldE.Knuth,OrenPatashnik.ConcreteMathematicsAFoundationforComputerScience(2ndEdition).Addison-WesleyProfessional,19944卢开澄.组合数学(第三版).清华大学出版社,20025周源.NOI冬令营讲稿.20086雷环中
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