生成函數 (母函數) 是組合數學中的一個重要理論和工具。生成函數有很多種,包括 普通母函數、指數母函數、L級數、貝爾級數、狄利克雷級數。說白了就是級數在組合數學的運用。
這裡僅介紹最常見的普通生成函數。
下面介紹一下生成函數的應用。
1、組合計數:
在這個方面需要用到的是多個生成函數的乘積。通常用係數作為數量,根據要求把數項指數賦予實際意義。具體如何由以下例題詳細說明:
上述例題1是有限計數問題,例題2是無限計數問題。
例題1的思路提供了一種有限整數拆分 (給一次不定方程解加限定條件) 的方法;
例題2的思路還提供了一種求一次不定方程非負整數解個數的方法:
2、整數拆分:
3、數列通項:
求數列通項差不多是生成函數最直接的應用。
生成函數將數列的特徵賦予函數,根據數列的遞推關係等已知條件可以求得該生成函數,再將生成函數展開成級數,x^(n-1)的係數便是數列通項。
常係數線性遞推數列一般為人所知的是特徵函數解法,這裡提供生成函數解法:
求通項公式最重要的還是將生成函數轉化成級數。
噓寒問暖不如一筆巨款๑乛v乛๑