记一个求和技巧

形式

[g(n)=sum_{k=1}^nf(k)k ]

技巧

我们记

[s(n)=sum_{k=1}^nf(k) ]

[egin{align*} g(n)&=sum_{k=1}^nf(k)sum_{j=1}^k1\ &=sum_{j=1}^nsum_{k=j}^nf(k)\ &=sum_{j=1}^n(s(n)-s(j-1))\ &=ns(n)-sum_{j=0}^{n-1}s(j) end{align*} ]

使用例

[egin{align*} sum_{k=1}^nt^kk&=frac{t^{n+1}n-n}{t-1}-sum_{j=0}^{n-1}frac{t^{j+1}-1}{t-1}\ &=frac{t^{n+1}n-n}{t-1}-frac{1}{t-1}sum_{j=1}^nt^j+frac{n}{t-1}\ &=frac{t^{n+1}n-n}{t-1}-frac{t^{n+1}-1}{(t-1)^2}+frac{n}{t-1}\ &=frac{t^{n+2}n-t^{n+1}n-t^{n+1}+1}{(t-1)^2} end{align*} ]

通过这种技巧,我们能套路式的解决很多形如(sumlimits_{k=1}^nf(k)k)或是(sumlimits_{k=1}^nf(k)k^2)等的问题。

另一种使用方式

在计数问题中,我们有时会遇到求方案权值和的问题。则通过这种技巧,可以把求(x=k)的个数乘(k)转化成求(xle k)的个数之和。

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