以下の内容はhttps://sugarknri.hatenablog.com/entry/2022/11/19/231138より取得しました。


包除原理

■いわゆる包除原理
|\bigcup_{i\in S} A_i|=\sum_{\emptyset\neq T \subset S} (-1)^{|T|+1} |\bigcap_{i\in T}A_i|
|\bigcap_{i\in S} A_i|=\sum_{\emptyset\neq T \subset S} (-1)^{|T|+1} |\bigcup_{i\in T}A_i|
N個の条件を全て満たすものの個数を求めてください→N個の条件いずれかに違反するものの個数を求めてください、と読み替えて包除しがち
2乗のDPになりがち

■min・max
\max(S)=\sum_{\emptyset\neq T \subset S} (-1)^{|T|+1}\min(T)
\min(S)=\sum_{\emptyset\neq T \subset S} (-1)^{|T|+1}\max(T)
期待値とかで使うらしい。ところでいわゆる包除原理とどういう関係にあるんですか?
追記:
S の元に適当に添字を付け、添字集合を \Lambda_S とする。
A_\lambda=\{x \mid x\leq S_\lambda\} と定め、ラムダに関して通常の包除原理を重み付き集合 \mathbb{R}^\mathbb{Z} とみなして適用することで
\{x\mid x\leq \max(S)\}\\
=\bigcup_{\lambda\in\Lambda_S}A_\lambda\\
=\sum_{\emptyset\neq \Lambda_T \subset \Lambda_S} (-1)^{|\Lambda_T|+1}\bigcap_{\lambda\in\Lambda_T}A_\lambda\\
=\sum_{\emptyset\neq \Lambda_T \subset \Lambda_S} (-1)^{|\Lambda_T|+1}\{x\mid x\leq \min(T)\}
を得、これに対し通常の順序関係に関するメビウス変換を施すことで
\{\max(S)\}=\sum_{\emptyset\neq \Lambda_T \subset \Lambda_S} (-1)^{|\Lambda_T|+1}\{\min(T)\}
を得る。

出典


■ゼータ変換・メビウス変換系(束上の累積和/imos・メビウスの反転公式)
累積和・imosは包除原理!(素振り)
自然数の自然な大小関係に関する順序に対してやるやつ
・集合の包含関係に関する順序に対してやるやつ
自然数の整除関係に関する順序に対してやるやつ
・分割の細分に関する順序に対してやるやつ

逆行列を掛けるやつ
二項係数
G(s) = \sum_{t=0}^s \binom{s}{t} F(t) \Longleftrightarrow F(s) = \sum_{t=0}^s (-1)^{s-t} \binom{s}{t} G(t)
スターリング数
G(s) = \sum_{t=0}^s {s \brace t} F(t) \Longleftrightarrow F(s) = \sum_{t=0}^s (-1)^{s-t} {s \brack t} G(t)
G(s) = \sum_{t=0}^s {s \brack t} F(t) \Longleftrightarrow F(s) = \sum_{t=0}^s (-1)^{s-t} {s \brace t} G(t)
係数がs-tのみで決まるなら畳み込み逆元だがそうではないので……?
追記:
これって集合の包含関係に関する順序についての反転、分割の細分に関する順序についての反転らしい。
集合の包含関係に関する順序についての反転は
G(S)=\sum_{T\subset S}F(T) \Longleftrightarrow F(S)=\sum_{T\subset S}(-1)^{|S|-|T|}G(T)
で、もしここで |S|=|T| \Longrightarrow F(S)=F(T) が成り立つなら、シグマの部分を \sum_{t=0}^{|S|}\sum_{T\subset S, |T|=t} と分解するとさっきの式が出てくる。知らなかったそんなの……

■主客転倒
これ包除じゃなくない? でもメビウス関数とかでてきたら実質包除だろ(ガバ判定)
・N以下のsquare-free numberの数え上げを\sum_{d\leq \sqrt{N}}\lfloor\frac{N}{d^2}\rfloor\mu(d)でやるやつ
[x=1]を(\zeta*\mu)(x)=\sum_{d|x}\mu(d)と読み替えるのが本質。(畳み込みはDirichlet convolution)
包除じゃなくない?
・累積和の変形
\sum_{x\leq N}F(x)=\sum_{x \leq N}(\mu*F)(x)\lfloor\frac{N}{x}\rfloor
(畳み込みはDirichlet convolution)
これは本当に主客転倒してるだけ。包除なんも関係ない




以上の内容はhttps://sugarknri.hatenablog.com/entry/2022/11/19/231138より取得しました。
このページはhttp://font.textar.tv/のウェブフォントを使用してます

不具合報告/要望等はこちらへお願いします。
モバイルやる夫Viewer Ver0.14