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wqs二分口胡

一般形态:

\(n\) 件物品中选出 \(m\) 件,每件物品有一个(可用数字表示的)与选择方案强相关的权值,每种选择方案也可带来(不是任何一个可选物品直接提供的)额外权值,求最终权值和的最小/最大值。额外要求:

  • 令答案为关于选出物品数量 \(x\) 的函数 \(g(x)\),则 \(y=g(x)\) 具有上凸或下凹性;
  • 在选出物品数 \(x\) 不变时,对所有待选物品权值的统一同数值扰动 不会影响最优选择方案带来的额外权值。

已经尽量在抽象化了,描述得像依托答辩


​ 画出 \(y=g(x)\),不妨设其上凸,我们求的是权值和的最大值,方便起见邻点间用线段相连:

​ 我们的目标是由 \(m\)\(g(m)\)。用上第二条要求,考虑二分一个 \(k\)(为什么可以二分马上便知),把所有可选物品的权值加上 \(k\)。那么,在选出物品数 \(x\) 不变的前提下,由于选择方案的额外权值不变,新的 答案(权值最大值)关于选出物品数的函数可以表示成
​ $$f(x)=g(x)+kx$$

​ 此时我们可以用各种玄学方法(除了它的定义)求出 \(f(x)(x\in[0,n])\) 的最大值(p.s.注意与题目所述“最终权值和的最大值”区分开,那个是一个确定而难求的函数 \(g(x)\)\(x=m\) 时的取值,这个是一个随着 \(k\) 变化的函数在定义域内的最大值)以及其极值点 \(x_0\)

​ 有何用处?不急,稍作分析。考虑一条斜率确定而截距不定的直线
​ $$y=-kx+f(t)\quad (t\in[0,n])$$

​ 其中 \(k\) 就是我们二分的那个 \(k\)。由于 \(f(x)\)\(x_0\) 处取得最大值,所以在 \(t=x_0\) 时这条直线最“靠上”,表达式为 \(y=-kx+f(x_0)\),在 \(x=x_0\) 时恰有 \(y=-kx_0+f(x_0)=g(x_0)\)\(\therefore\) 直线过 \((x_0,g(x_0))\);即,无论 \(t\) 怎样变化,这条直线在 \(x=x_0\) 时永远在 \(y=g(x)\) 下方或与之“贴合”,它是这么动的:

​ 容易看出对于定下的 \(k\) 和通过 \(k\) 求出的 \(f\)\(x_0\)\(y=-kx+f(x_0)\)\(y=g(x)\)\((x_0,g(x_0))\) 处的“贴合”关系可以被视作相切(这一步笔者也至今没搞懂,上面的图可能有助于感性理解)。由于 \(y=g(x)\) 的上凸性,其切线斜率 \(-k\)\(x\) 的增加而单调递减,二分的意义马上体现出来。对二分出的每一个 \(k\) 我们都可以求出一条斜率为 \(-k\)\(y=g(x)\) 的切线以及切点,那么只需要利用单调性移动 \(k\),使切点横坐标逼近 \(m\),便可以通过求出的切线方程得到 \(x_0=m\) 时的切点纵坐标,继而求出 \(g(m)\)


​ 考虑全过程需要具体题目具体分析的步骤,仅在于求 \(f(x)_{\max}(x\in[0,n])\)\(f(x)\)\(g(x)\) 相同,也表示在特定的物品权值下,最终权值和的最小/最大值;等价于,通过一个二分的过程,我们把“只能恰好选出 \(m\) 个物品”的限制给生吞了,没有该限制则整个问题好做很多。

例题

[国家集训队]Tree I

CF802O

​ 持续补充中,题目分析什么的先鸽着

posted @ 2023-01-09 21:05  Albertvαn  阅读(17)  评论(0编辑  收藏  举报