%EI 笔记: 一类特殊的线性求和
话不多说先%%%%%EI
对于给定的常数列(a_i,iin[0,n])
对于一些可以肉眼描述特征的多项式(F(x)),以及一类特殊的(G(x))(常见的(G(x))为(e^x,a_i=i!))
具体的,能够对于(F(x))列出一条较为简单的微分方程,如(F(x)=(1-x)F'(x)+H(x))
对于(G(x)),容易求得(sum a_i[x^i]G^k(x))
则可以用下面的思路求得(sum a_i[x^i]F(G(x)))
设(c=G(0)),带入(F(G(x)))在(c)上的( ext{Taylor})展开
(displaystyle F(G(x))=sum_{i=0}^{infty} F^{(i)}(c)frac{(G(x)-c)^i}{i!})
由于([x^0]G(x)-c=0),故仅(ileq n)的项对于答案有贡献
我们求出的(F^{(i)}(c))实际上由(F(x+c))的前(n)项决定
也就是说,只要能够截取(F(x+c))的前(n)项,设其为(mathscr F(x+c)=F(x+c)mod x^{n+1})
那么我们再带入(displaystyle mathscr F(G(x))=sum_{i=0}^nmathscr F_iG^i),根据前面提到的(sum a^i[x^i]G^k(x))就能求得答案
那么通过(F(x+c))得到(mathscr F(x)),如果可以直接做就不谈
如果较复杂可以通过以下步骤
1.观察并列出(F(x))的微分方程(sum p_i(x)F(x)=0),则同样有(sum p_i(x+c)F^{(i)}(x+c)=0)
2.截取微分方程,得到同样系数的的方程
(sum p_i(x+c)mathscr F^{(i)}(x+c))
然而由于(mathscr F^{(i)}(x+c))相较于(F^{(i)}(x+c))缺少了部分项,设
(sum p_i(x+c)mathscr F^{(i)}(x+c)=D(x))
如果(D(x))较简洁,那么根据(D(x))的形式,我们能够得到(D(x-c))的展开
即(sum p_i(x)mathscr F^{(i)}(x)=D(x-c)),此时再通过新的微分方程依次递推(mathscr F(x))的每一项即可
例子: