记录一些自己可能会忘数学定理 & 一些喜欢的题单
老是很多数论定理和证明过程记不清, 记录一下.
威尔逊定理
若 $p$ 为质数,则 $(p-1)! \equiv -1 \pmod{p}$
拉格朗日定理
若 $H$ 是 $G$ 的一个子群,则 $|H|$ 整除 $|G|$ ,且 $|G| = [G:H]|H|$
$|G|$ 表示群大小,$[G:H]$ 表示 $H$ 在 $G$ 中左陪集的数量
欧拉反演
$\sum\limits_{d|n}{\varphi(d)} = n$
简单证明
$f(n) = \sum\limits_{d|n}{\varphi(d)}$
先证 $f$ 为积性函数
此处 $n$,$m$ 互质
此处 $p$ 为质数
证毕
欧拉反演
简单证明
莫比乌斯反演
莫比乌斯反演
若 $f(n) = \sum\limits_{d|n}g(d)$
则有 $g(n) = \sum\limits_{d|n}{\mu(d)f(\frac{n}{d})}$
莫比乌斯反演
若 $f(n) = \sum\limits_{n|d}{g(d)}$
则有 $g(n) = \sum\limits_{n|d}{\mu(\frac{d}{n})f(d)}$
辛普森公式
用二次函数来拟合原函数,再化简
伯努力数递推公式
自然幂数求和
也可以用拉格朗日插值 $\mathcal{O}(n^2)$ 求,这是一个 $m+1$ 次多项式,可以解除系数
1 | inline void mul(int *f,int deg,int opt) { |
范德蒙德卷积
$\sum\limits_{i=0}^{k}{\binom{n}{i} \binom{m}{k-i} } = \binom{n+m}{k}$
$\sum\limits_{i=1}^{n}{\binom{n}{i} \binom{n}{i-1}} = \binom{2n}{n-1}$
$\sum\limits_{i}{\binom{a-i}{n} \binom{i}{m}} = \binom{a+1}{n+m+1}$
位运算的性质
$i+j = (i \operatorname{and} j)+(i \operatorname{or} j)$
异或的性质
对于 $i < j < k$ , 有 $i \oplus k \geqslant min(i \oplus j,j \oplus k)$ .
$i \oplus j \geqslant \left| i-j \right|$
$\exists k < 2 \left| i-j \right|$ , $(i+k) \oplus (j+k) = \left| i-j \right|$
三点面积公式
单位根反演
简单证明, 首先当 $n|k$ 时, $\omega_n^{ik}=\omega_n^0=1$ , 所以原式等于 $1$ .
否则是等比数列求和, $\dfrac{1}{n}\dfrac{\omega_n^{nk}-\omega_n^0}{\omega_n^k-1}=0$ .
加入我们要算某个多项式的特定倍数的系数和.
也就是要求这个, $\large{\sum\limits_{i=0}^{\lfloor \frac{n}{k} \rfloor}{[x^{ik}]f(x)}}$ .