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Lucas 定理

时间:2023-07-06 16:15:30浏览次数:39  
标签:Lucas dfrac 定理 个数 dbinom mod

Lucas 定理

若 \(p\) 是质数,则对于任意整数 \(1\leq m \leq n\),有:

\[\dbinom{n}{m}\equiv \dbinom{n\mod p}{m\mod p}\times \dbinom{\dfrac{m}{p}}{\dfrac{n}{p}}\pmod p \]

证明太难,略。

例题 \(1\):SP18878

题目大意

求杨辉三角第 \(n\) 行中偶数个数与奇数个数。

题目分析

我们先求第 \(n\) 行的奇数个数, 用这一行总数减一下就是偶数个数。

等价于求 \(\sum ^{n}_{i=0} \dbinom {n}{i} \mod 2\)。把 \(n,i\)
拆分成二进制数,二进制每一位记为 \(n_k,i_k\)。

根据 Lucas 定理,

\[\dbinom {n}{i} \mod 2=\dbinom{n\mod 2}{i\mod 2}\times \dbinom{\dfrac{n}{2}}{\dfrac{i}{2}}\mod 2 \]

当 \(\dbinom {n}{i} \mod 2=1\) 时, 那么所有的 \(n_k,i_k\) 必定满足 \(\dbinom{n_k}{i_k}=1\)。

  • 当 \(n_k=0\) 时,有 \(1\) 种情况:\(i_k=0\)。
  • 当 \(n_k=1\) 时,有 \(2\) 种情况:\(i_k=0\) 或 \(i_k=1\)。

综上,若 \(n\) 的二进制数里有 \(k\) 个 \(1\),答案就是 \(2^k\)。

标签:Lucas,dfrac,定理,个数,dbinom,mod
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