五边形数定理

设第n个五边形数为,那么,即序列为:1, 5, 12, 22, 35, 51, 70, ...

 

对应图形如下:

 

五边形数定理_第1张图片

 

设五边形数的生成函数为,那么有:

 

 

 

 

以上是五边形数的情况。下面是关于五边形数定理的内容:

 

五边形数定理是一个由欧拉发现的数学定理,描述欧拉函数展开式的特性。欧拉函数的展开式如下:

 

 

 

欧拉函数展开后,有些次方项被消去,只留下次方项为1, 2, 5, 7, 12, ...的项次,留下来的次方恰为广义五边形数。

 

 

五边形数和分割函数的关系

 

欧拉函数的倒数是分割函数的母函数,亦即:

 

   其中为k的分割函数。

 

上式配合五边形数定理,有:

 

 

 
在 n>0 时,等式右侧的系数均为0,比较等式二侧的系数,可得
 

 

因此可得到分割函数p(n)的递归式:

 

例如n=10时,有:

 

 

所以,通过上面递归式,我们可以很快速地计算n的整数划分方案数p(n)了。

 

 

题目: http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4651

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;
typedef long long LL;

const int N=100005;
const LL MOD=1000000007;

LL ans[N],tmp[N];

void Init()
{
    int t=1000;
    for(int i=-1000;i<=1000;i++)
        tmp[i+t]=i*(3*i-1)/2;
    ans[0]=1;
    for(int i=1;i<N;i++)
    {
        ans[i]=0;
        for(int j=1;j<=i;j++)
        {
            if(tmp[j+t]<=i)
            {
                if(j&1)  ans[i]+=ans[i-tmp[j+t]];
                else     ans[i]-=ans[i-tmp[j+t]];
            }
            else break;
            ans[i]=(ans[i]%MOD+MOD)%MOD;
            if(tmp[t-j]<=i)
            {
                if(j&1) ans[i]+=ans[i-tmp[t-j]];
                else    ans[i]-=ans[i-tmp[t-j]];
            }
            else break;
        }
        ans[i]=(ans[i]%MOD+MOD)%MOD;
    }
}
int main()
{
    int t,n;
    Init();
    cin>>t;
    while(t--)
    {
        cin>>n;
        cout<<ans[n]<<endl;
    }
    return 0;
}


 

题目:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4658

 

题意:问一个数n能被拆分成多少种方法,且每一种方法里数字重复个数不能超过k(等于k)。
 
分析递推式为:
 
 
 
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;
const int N = 100005;
const int MOD = 1000000007;

int dp[N];

void Init()
{
    dp[0] = 1;
    for(int i=1;i<N;i++)
    {
        dp[i] = 0;
        for(int j=1;;j++)
        {
            int t = (3*j-1)*j / 2;
            if(t > i) break;
            int tt = dp[i-t];
            if(t+j <= i) tt = (tt + dp[i-t-j])%MOD;
            if(j&1) dp[i] = (dp[i] + tt)%MOD;
            else    dp[i] = (dp[i] - tt + MOD)%MOD;
        }
    }
}

int Work(int n,int k)
{
    int ans = dp[n];
    for(int i=1;;i++)
    {
        int t = k*i*(3*i-1) / 2;
        if(t > n) break;
        int tt = dp[n-t];
        if(t + i*k <= n) tt = (tt + dp[n-t-i*k])%MOD;
        if(i&1) ans = (ans - tt + MOD)%MOD;
        else    ans = (ans + tt)%MOD;
    }
    return ans;
}

int main()
{
    Init();
    int n,k,t;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        scanf("%d%d",&n,&k);
        printf("%d\n",Work(n,k));
    }
    return 0;
}

 

 

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