[HEOI2015] 小 Z 的房间

发布时间 2023-07-20 17:49:07作者: A_Big_Jiong

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题意

你突然有了一个大房子,房子里面有一些房间。事实上,你的房子可以看做是一个包含 \(n\times m\) 个格子的格状矩形,每个格子是一个房间或者是一个柱子。在一开始的时候,相邻的格子之间都有墙隔着。

你想要打通一些相邻房间的墙,使得所有房间能够互相到达。在此过程中,你不能把房子给打穿,或者打通柱子(以及柱子旁边的墙)。同时,你不希望在房子中有小偷的时候会很难抓,所以你希望任意两个房间之间都只有一条通路。现在,你希望统计一共有多少种可行的方案,答案对 \(10^9\) 取模。

\(1 \le n,m \le 9\)

矩阵树定理

\(G\) 为一张有 \(n\) 个节点的无向图, 定义度数矩阵 \(D(G)\)

\[D_{ii}(G) = deg(i), D_{ij}(G) = 0, i \ne j \]

\(\#e(i,j)\)定义为连接点 \(i,j\) 之间的边数(有重边但是无自环),定义邻接矩阵 \(A(G)\)

\[A_{ij}(G) = A_{ji}(G) = \#e(i,j), i \ne j \]

定义 Laplace 矩阵 \(L(G)\)

\[L(G) = D(G) - A(G) \]

定义 \(t(G)\) 为图 \(G\) 的所有生成树的个数

那么对于 \(\forall i, t(G) = \det L^\prime(G) = \frac{1}{n} \lambda_1 \lambda_2 \dots \lambda_n\), 其中 $L^\prime (G) $ 为 \(L(G)\) 去除第 \(i\) 行和第 \(i\)

对于有向图和有向欧拉图,也有类似的性质, 详情参见 OI wiki

Solution

根据矩阵