min-max 容斥

话说min-max容斥的题真的多,所以来学一下。

假设先给每一个点一个$val$,我们想求一个集合$|S|$的$maxleft { iepsilon S,val_{i} ight }$  。

则$max(S)=sum_{Tepsilon S} (-1)^{|T|+1}*min(T)$。

一个在$S$中$rank$为$k$的点前面的系数:$sum_{i=0}^{|S|-k}(-1)^i*inom{|S|-k}{i}=(1-1)^{|S|-k}$。

然后就是只有$max$系数为1,剩下都是0了。

然后期望概率用到这个东西,因为期望可以理解为所有情况的一个综合,所以相当于统计了所有的情况。

还有kth min-max容斥。

就是$kthmax(S)$等于啥的问题。

首先我们设$kthmax(S)=sum_{Tepsilon S}f(|T|-1)*min(T)$,$f(x)$代表$x+1$个点的系数。(因为min好求所以才这么设的式子吧。。。)

设第n大(标号从0开始),$[n==kth]=g(n)=sum_{i=0}^{n}inom{n}{i}*f(i)$。

要用二项式反演,就是$g(n)=sum_{i=0}^{n}inom{n}{i}*f(i) ightarrow f(n)=sum_{i=0}^{n}(-1)^{n-i}*inom{n}{i}$。

得到$f(n)=sum_{i=0}^{n}(-1)^{n-i}*inom{n}{i}*g(i)=(-1)^{n+kth}*inom{n}{kth}$。

所以$kthmax(S)=sum_{Tepsilon S}(-1)^{|T|+kth-1}*inom{|T|-1}{kth}*min(T)$。

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