Q-模拟

定义:

\[[n]_q=\sum_{i=0}^{n-1} q^i=\lim_{x\rightarrow q} \frac{1-x^n}{1-x} \\ [n]_q!=\prod_{i=1}^{n} [i]_q \\ \binom{n}{m}_q=\frac{[n]_q!}{[m]_q![n-m]_q!} \]

有如下性质:

\[\binom{n}{m}_q=q^m\binom{n-1}{m}_q+\binom{n-1}{m-1}_q \]

这个式子展开即可证明。

所以我们得到了 \(\binom{n}{m}_q\) 的一个组合意义:从 \((0,0)\) 行走到 \((n-m,m)\),每次只能向上或右走一格,对于所有路径求出 \(q^{路径右下方的格子数}\) 并求和。

同时有

\[\binom{n}{m}_q=\binom{n-1}{m}_q+q^{n-m}\binom{n-1}{m-1}_q \]

根据这个,我们可以得出另一个性质:

\[\prod_{i=0}^{n-1}(1+q^ix)=\sum_{i=0}^n q^{i(i-1)}\binom{n}{i}_qx^i \]

此外这个式子还有一种不需要组合意义的简洁证法:

\(F(x)=\prod_{i=0}^{n-1}(1+q^ix)\),则

\[F(qx)=\prod_{i=0}^{n-1}(1+q^{i+1}x)=\frac{1+q^nx}{1+x}F(x) \]

\[(1+x)F(qx)=(1+q^nx)F(x) \]

\[q^if_i+q^{i-1}f_{i-1}=f_i+q^nf_{i-1} \]

\[f_i=\frac{q^n-q^{i-1}}{q^i-1}f_{i-1} \]

根据 \(f_0=1\) 带入即可。

posted @ 2021-11-01 11:42  夜螢光  阅读(246)  评论(0编辑  收藏  举报