【模板】生成函数

例如,我们有一个数列{1,6,4,8,5},我们考虑用一个函数来表示这个数列。

(g(x))=(1)+(6x^1)+(4x^2)+(8x^3)+(5x^4)

在这个函数中,每一项的系数为数列中的数,每一项的未知数(x)的指数(i)代表了这一项的系数是原数列的(i+1)项。
那么这个可以做什么呢?
他可以求一类类似背包的题。
比如说:

有A,B两种物品,A种物品至多取2个,B种物品的取得个数必须是5的倍数。请问A,B两种物品的个数加起来的数量为n的方案数。

答案的函数就是:

(g(x))=((1+x^1+x^2))((1+x^5+x^{10}...))

问:这个函数的第n项是什么?
很明显这个函数可以FFT。
但是,在(-1<x<1)时这些多项式可以化简。
例如:
第一个多项式直接等比数列求和。

(1+x^k+x^{2k}+...+x^{(n-1)k})=(frac{1-x^{n}}{1-x^k})

第二项也可以化简。

(1+x^5+x^{10}...)=(frac{1}{1-x^5})

这个式子原来是(frac{1-x^n}{1-x^5}),n越大,(x^n)就无限逼近于零,所以是(frac{1}{1-x^5})

一般的生成函数模板题都是化简完后,剩下(frac{1}{(1-x)^k}),那么这个式子又能化成什么呢?

这个其实是(k)(frac{1}{1-x})相乘,也就是(k)((1+x^1+x^2...))相乘,用插板法,指数为i的项的系数就是(C_{i+k-1}^{k-1})

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