「题解」ABC290F Maximum Diameter

发布时间 2023-03-27 15:20:14作者: do_while_true

没动脑子就 gf 一路写下来了......实际上就是把插板法的 gf 写了一下/zk


首先考虑一下一个 \(X\) 合法是什么情况,那就是总和是 \(2n-2\) 并且保证 \(0<X_i<n\)

证明就考虑贪心构造一下,每个 \(1\) 挂在一个 \(\geq 2\) 的上面,不断挂使得最后只剩下两个 \(1\) 和一堆 \(2\),再把它们串起来就行。

然后就能发现,这样也同时构造出了最大的直径(容易发现这是上界),那就是 \(cnt_{\geq 2}+1\)\(cnt_{\geq 2}\) 度数 \(\geq 2\) 的个数。

然后枚举 \(cnt_1\) 的值为 \(k\),此时答案为 \(n-k+1\),先仅考虑度数 \(\geq 2\) 内部的顺序,那么要算的方案数就是:

\[\begin{aligned} &[z^{2n-2-k}](z^2+z^3+\cdots+z^{n-1})^{n-k} \\ =&[z^{2n-2-k-2(n-k)}](1+z+z^2+\cdots+z^{n-3})^{n-k} \\ =&[z^{k-2}](1+z+z^2+\cdots+z^{n-3})^{n-k} \end{aligned} \]

由于 \(k\leq n-1\),那么 \(n-3\geq k-2\),所以:

\[\begin{aligned} =&[z^{k-2}](1+z+z^2+z^3+\cdots)^{n-k} \\ =&[z^{k-2}]\left(\frac{1}{1-z}\right)^{n-k} \end{aligned} \]

已经化到我们熟悉的形式了,根据广义二项式定理它的系数就是 \(\binom{n-k+k-2-1}{k-2}=\binom{n-3}{k-2}\),最后答案的推导也是平凡的。

\[\begin{aligned} &\sum_{k=2}^{n-1}\binom{n}{k}\binom{n-3}{k-2}(n-k+1) \\ =&(n-1)\sum_{k=2}^{n-1}\binom{n}{k}\binom{n-3}{k-2}-\sum_{k=2}^{n-1}\binom{n}{k}\binom{n-3}{k-2}(k-2) \\ =&(n-1)\sum_{k=2}^{n-1}\binom{n}{n-k}\binom{n-3}{k-2}-(n-3)\sum_{k=3}^{n-1}\binom{n}{n-k}\binom{n-4}{k-3} \\ =&(n-1)\binom{2n-3}{n-2}-(n-3)\binom{2n-4}{n-3} \end{aligned} \]

倒数第二步同时用了对称恒等式和吸收恒等式,最后一步则是范德蒙德卷积。

Code:https://atcoder.jp/contests/abc290/submissions/39046485