Description
lqp在为出题而烦恼,他完全没有头绪,好烦啊… 他首先想到了整数拆分。整数拆分是个很有趣的问题。给你一个正整数N,对于N的一个整数拆分就是满足任意m>0,a1 ,a2 ,a3…am>0,且a1+a2+a3+…+am=N的一个有序集合。通过长时间的研究我们发现了计算对于N的整数拆分的总数有一个很简单的递推式,但是因为这个递推式实在太简单了,如果出这样的题目,大家会对比赛毫无兴趣的。然后lqp又想到了斐波那契数。定义F0=0,F1=1,Fn=Fn-1+Fn-2 (n>1),Fn就是斐波那契数的第n项。但是求出第n项斐波那契数似乎也不怎么困难… lqp为了增加选手们比赛的欲望,于是绞尽脑汁,想出了一个有趣的整数拆分,我们暂且叫它:整数的lqp拆分。和一般的整数拆分一样,整数的lqp拆分是满足任意m>0,a1 ,a2 ,a3…am>0,且a1+a2+a3+…+am=N的一个有序集合。但是整数的lqp拆分要求的不是拆分总数,相对更加困难一些。对于每个拆分,lqp定义这个拆分的权值Fa1Fa2…Fam,他想知道对于所有的拆分,他们的权值之和是多少?简单来说,就是求 由于这个数会十分大,lqp稍稍简化了一下题目,只要输出对于N的整数lqp拆分的权值和mod 109(10的9次方)+7输出即可。
Input
输入的第一行包含一个整数N。
Output
输出一个整数,为对于N的整数lqp拆分的权值和mod 109(10的9次方)+7。
Sample Input
3
Sample Output
5
HINT
20%数据满足:1≤N≤25 50%数据满足:1≤N≤1000 100%数据满足:1≤N≤1000000
solution
貌似并不需要生成函数啊...为啥好像题解都是生成函数..
设\(a_n\)表示\(n\)的拆分的答案,枚举拆分的最后一个位置放什么,可得:
\[ a_n=\sum_{i=0}^{n-1}a_{i}F_{n-i} \] 然后根据斐波那契数列的性质:\[ F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2} \] 那么注意到\(F_{n-i}\)可以拆分,可得:\[ \begin{align} a_n&=\sum_{i=0}^{n-1}a_{i}F_{n-i}\\ &=\sum_{i=0}^{n-2}a_{i}F_{n-i}+a_{n-1}\\ &=\sum_{i=0}^{n-2}a_iF_{n-i-1}+\sum_{i=0}^{n-2}a_iF_{n-i-2}+a_{n-1}\\ \end{align} \] 注意到:\[ \begin{align} a_{n-1}&=\sum_{i=0}^{n-2}a_{i}F_{n-i-1}\\ a_{n-2}&=\sum_{i=0}^{n-3}a_{i}F_{n-i-2}\\ \end{align} \] 带入可得:\[ \begin{align} a_n&=\sum_{i=0}^{n-2}a_iF_{n-i-1}+\sum_{i=0}^{n-3}a_iF_{n-i-2}+a_{n-1}+a_{n-2}F_{0}\\ &=2a_{n-1}+a_{n-2} \end{align} \] 由于\(n\leqslant1e6\),暴算就行了。update on 19.5.14:
今天偶然看到这个题,发现其实生成函数做这个题很简单:
这题给出来的是个背包,所以答案就是:
\[ [x^n]\sum_{i=1}^{\infty}F^i(x)=\frac{F(x)}{1-F(x)} \] 左边是枚举放了多少个,\(F(x)\)是斐波那契数列的幂级数。众所周知斐波那契的生成函数是这样的:
\[ \begin{align} F(x)&=x^2F(x)+xF(x)+x\\F(x)&=\frac{x}{1-x-x^2} \end{align} \] 带入可得答案为:\[ [x^n]G(x)=[x^n]\frac{x}{1-2x-x^2} \] 展开就是:\[ G(x)=2xG(x)+x^2G(x)+x \] 可以得到上面的递推式。#includeusing namespace std;void read(int &x) { x=0;int f=1;char ch=getchar(); for(;!isdigit(ch);ch=getchar()) if(ch=='-') f=-f; for(;isdigit(ch);ch=getchar()) x=x*10+ch-'0';x*=f;}void print(int x) { if(x<0) putchar('-'),x=-x; if(!x) return ;print(x/10),putchar(x%10+48);}void write(int x) {if(!x) putchar('0');else print(x);putchar('\n');}const int maxn = 1e6+2;const int mod = 1e9+7;int f[maxn];int main() { int n;read(n); f[1]=1,f[2]=2; for(int i=3;i<=n;i++) f[i]=(2ll*f[i-1]+f[i-2])%mod; write(f[n]); return 0;}