Min-Max容斥学习笔记
先给出定义,\(Min(S)\)代表集合\(S\)的最小元素,\(Max(S)\)代表集合\(S\)的最大元素
再给出结论:\(Max(S)=\sum_{\phi \not= T \subseteq S} (-1)^{|T|-1} Min(T)\)
证明如下:我们先证明一个容斥系数\(f(x)\),使得
\[Max(S)=\sum_{\phi \not= T\subseteq S} f(|T|) Min(T)
\]
考虑第\(x+1\)大的数的贡献,\(F(x+1)=[x=0]\)
第\(x+1\)大的数作为最小值,那么其他的数一定是前\(x\)个比他大的数,即
\[F(x+1)=\sum_{i=0}^x {x \choose i} f(i+1)
\]
二项式反演一下:
\[f(x+1)=\sum_{i=0}^x (-1)^{x-i} {x \choose i}[i=0]\\
f(x+1)=(-1)^x\\
f(x)=(-1)^{x-1}
\]
同理的得:\(Min(S)=\sum_{\phi \not= T \subseteq S} (-1)^{|T|-1} Max(T)\)
很妙的是,它在期望意义下也成立,所以就有很多应用了