斯特林数

给个定义吧:第一类斯特林数 \(n\brack k\) 表示将 \(n\) 个元素分成 \(k\) 个环的方案数,第二类斯特林数 \(n\brace k\) 表示将 \(n\) 个元素分成 \(k\) 个集合的方案数,分别有以下两个递推式

\[{n\brack k}={n-1\brack k-1}+(n-1){n-1\brack k},\ {n\brace k}={n-1\brace k-1}+k{n-1\brace k} \]

然后第二类斯特林数和组合数有如下的关系:

\[{n\brace k}=\frac 1{k!}\sum_{j}(-1)^j\binom kj(k-j)^n \]

以及重要恒等式:

\[x^{\underline{n}}=\sum_{k}{n\brack k}x^k \]

相当于是说,第一类斯特林数 \(n\brack k\) 的生成函数就是 \(x^{\underline{n}}\)

以及斯特林反演:

\[f_n=\sum_{k}{n\brack k}g_k\Leftrightarrow g_n=\sum_{k}(-1)^{n-k}{n\brace k}f_k \]

和等价形式:

\[f_n=\sum_{k}(-1)^k{n\brack k}g_k\Leftrightarrow g_n=\sum_{k}(-1)^{k}{n\brace k}f_k \]

那么根据斯特林反演和重要恒等式,我们可以导出四个上升幂、下降幂、普通幂之间的互推柿子,比较常用的是下面这个:

\[x^n=\sum_k(-1)^{n-k}{n\brace k}x^{\underline{k}} \]

斯特林数和差分也有着奇妙关系,主要是这个:

\[\Delta^mx^n|_{x=0}=m!{n\brace m} \]

其他就没什么了,还有就是分治 FFT 可以快速预处理斯特林数。

posted @ 2020-09-29 13:27  whx1003  阅读(152)  评论(0编辑  收藏  举报