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CF859G 题解

时间:2023-11-05 16:34:08浏览次数:39  
标签:frac gcd int 题解 CF859G theta prod omega

总结题意

显然可以转化为序列问题嘛。

给出序列 \(A\{a_i\}\),你需要通过若干次操作使其归零。

操作:

选定 \(d | n\)、\(k\)、\(r\),对于序列中所有满足 \(i \bmod d = r\) 的位置加上 \(k\)。

题解

很明显,加减相互抵消,对于所有 \(d\)、\(r\) 相同的位置可以视作一次操作。

如何表示一次操作呢?

如果你还记得生成函数这个高级东西的话,这就很容易了。

先把原序列函数化,记作:

\[A(x) = \sum_{i=0}^{n-1}a_ix^i \]

那么修改的增量多项式即为:

\[kf(d,r,x) \]

\[f(d,r,x) = x^r\frac{1 - x ^ n}{1 - x ^ d} \]

注意这里大于 \(n\) 的项可以不管他。

那么,有解当且仅当

\[\sum kf(d,r,x) = A(x) \]

有解。

丢番图方程的有解判断应用裴蜀定理,则有解条件:

\[\gcd\{f(d,r,x)\} | A(x) \]

谈论到这,我们发现

\[\frac{f(d,r,x)}{x^r} = f(d,0,x) \Rightarrow f(d,0,x) | f(d,r,x) \]

所以 \(f(d,r,x),r\not=0\) 是没有贡献的,不用考虑。

于是我们现在令

\[f(d,x) = \frac{1 - x ^ n}{1 - x ^ d} \]

有解:

\[\gcd\{f(d,x)\} | A(x) \]

现在这步不是拆 \(A\) 就是拆 \(f\),但 \(A\) 不是构造的,是输入的,所以我们讨论 \(f\)。

这里因式分解一下:

  • \(x^n - 1\) 在复数域上的因式分解

设其根为 \(re^{i\theta}\),

\[re^{i\theta} = 1 \]

\[(re^{i\theta})^n = 1 \]

\[r^ne^{in\theta} = 1 \times e^{i0} \]

\[r^n = 1,n\theta = 2 \pi k,k \in Z \]

\[r = 1,\theta = \frac{2k\pi}{n} \]

\[x = e^{i\frac{2k\pi}{n}} = \omega_n^{k} \]

显然,上式得证。

\[f(d,x) = \frac{\prod_{i=0}^{n-1} (x - \omega_n^i)}{\prod_{i=0}^{d-1} (x - \omega_d^i)} \]

\[= \frac{\prod_{i=0}^{n-1} (x - \omega_n^i)}{\prod_{i=0}^{d-1} (x - \omega_n^{\frac{ni}{d}})} \]

\[= \prod_{i=0}^{n-1}[\frac{n}{d} \not| i](x - \omega_n^i) \]

实际上,把 \(\frac{n}{d} \not| i\) 换个形式书写就是 \(gcd(i,n) = 1\),所以:

\[\gcd\{f(d,x)\} = \prod_{i=0}^{n-1}[gcd(i,n) = 1](x - \omega_n^i) \]

不太好做,容斥一下变成算补集,构造下补集:

\[\prod_{i=0}^{n-1}[gcd(i,n) = 1](x - \omega_n^i) = \frac{x^n - 1}{\prod_{i \in Primes,i | n}(x^{\frac{n}{i}} - 1)} \]

然后:

\[\frac{x^n - 1}{\prod_{i \in Primes,i | n}(x^{\frac{n}{i}} - 1)} | A(x) \]

\[x^n - 1 | A(x)\prod_{i \in Primes,i | n}(x^{\frac{n}{i}} - 1) \]

暴力循环卷积一下,算出右边。

没了。

code

#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
int n;
int a[100005], tmp[100005];
signed main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; ++i) // A(x)
    {
        char ch;
        cin >> ch;
        a[i] = ch - '0';
    }
    int nn = n;
    for (int i = 2; i <= nn; ++i) //[(x^{n/p} - 1)]H(x)
    {
        if (nn % i == 0)
        {
            for(int j=0;j<n;j++)
            {
                tmp[(j + n/i) % n] = a[j] - a[(j + n/i) % n];
            }
            for(int j=0;j<n;j++)
            {
                a[j] = tmp[j];
            }
            while (nn % i == 0)
            {
                nn /= i;
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        if (a[i] != 0)
        {
            cout << "NO\n";
            return 0;
        }
    }
    cout << "YES\n";
    return 0;
}

标签:frac,gcd,int,题解,CF859G,theta,prod,omega
From: https://www.cnblogs.com/2021cjx-akioi/p/17810669.html

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