zoj 1864 自然数幂和

zoj 1864

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题意:

求自然数幂和。

限制:

0 <= n <= 10^50; 1 <= k <= 100

思路:

k不大,而且答案不取模,直接搞

(n+1)^(k+1) - n^(k+1) = C(k+1,1)*n^k + C(k+1,2)*n^(k-1) + ... + C(k+1,k)*n + 1;

(n+1)^(k+1) - 1 = ( (n+1)^(k+1) - n^(k+1) ) + ( n^(k+1) - (n-1)^(k+1) ) + ... + ( 2^(k+1) - 1^(k+1) )

=C(k+1,1)*(1^k+2^k+...+n^k) + C(k+1,2)*(1^(k-1)+2^(k-1)+...+n^(k-1)) + C(k+1,k)*(1+2+...+n) + n;

令S(k,n)=1^k+2^k+...+n^k 得:

(n+1)^(k+1) - 1 = C(k+1,1)*S(k,n) + C(k+1,2)*S(k-1,n) + ... + C(k+1,k)*S(1,n) + n;

移项得:

C(k+1,1)*S(k,n) = ...

S(k,n) = 1/C(k+1,1) * ...

能O(k^2)得出结果

其实也可以用伯努利数来做。

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/*zoj 1864

题意:

求自然数幂。

限制:

0 <= n <= 10^50; 1 <= k <= 100

思路:

k不大,而且答案不取模,直接搞

(n+1)^(k+1) - n^(k+1) = C(k+1,1)*n^k + C(k+1,2)*n^(k-1) + ... + C(k+1,k)*n + 1;

(n+1)^(k+1) - 1 = ( (n+1)^(k+1) - n^(k+1) ) + ( n^(k+1) - (n-1)^(k+1) ) + ... + ( 2^(k+1) - 1^(k+1) )

=C(k+1,1)*(1^k+2^k+...+n^k) + C(k+1,2)*(1^(k-1)+2^(k-1)+...+n^(k-1)) + C(k+1,k)*(1+2+...+n) + n;

令S(k,n)=1^k+2^k+...+n^k 得:

(n+1)^(k+1) - 1 = C(k+1,1)*S(k,n) + C(k+1,2)*S(k-1,n) + ... + C(k+1,k)*S(1,n) + n;

移项得:

C(k+1,1)*S(k,n) = ...

S(k,n) = 1/C(k+1,1) * ...

能O(k^2)得出结果

其实也可以用伯努利数来做。

*/

import java.math.BigInteger;

import java.util.Scanner;

public class Main

{

static final int N = 105;

static final BigInteger _one = BigInteger.valueOf(-1);

static BigInteger[][] C = new BigInteger[N][N];

static BigInteger[] ans = new BigInteger[N];

static BigInteger[] n1k1 = new BigInteger[N];

static void predo()

{

for(int i = 0; i < N; ++i)

C[i][0] = C[i][i] = BigInteger.ONE;

for(int i = 2; i < N; ++i)

for(int j = 1; j < i; ++j)

C[i][j] = C[i - 1][j].add(C[i - 1][j - 1]);

}

static void init(BigInteger n, int k)

{

for(int i = 0; i <= k; ++i)

ans[i] = _one;

n1k1[0] = n.add(BigInteger.ONE);

for(int i = 1; i <= k; ++i)

n1k1[i] = n1k1[i - 1].multiply(n.add(BigInteger.ONE));

}

static BigInteger gao(BigInteger n, int k)

{

if(!ans[k].equals(_one))

return ans[k];

if(k == 1)

ans[k] = n.add(BigInteger.ONE).multiply(n).divide(BigInteger.valueOf(2));

else

{

ans[k] = n1k1[k].subtract(n.add(BigInteger.ONE));

for(int i = 2; i <= k; ++i)

ans[k] = ans[k].subtract(C[k + 1][i].multiply(gao(n, k - i + 1)));

ans[k] = ans[k].divide(BigInteger.valueOf(k + 1));

}

return ans[k];

}

public static void main(String[] args)

{

predo();

Scanner in = new Scanner(System.in);

BigInteger n;

int k;

while (in.hasNext())

{

n = in.nextBigInteger();

k = in.nextInt();

init(n, k);

System.out.println(gao(n, k));

}

}

}

时间: 2024-07-28 12:40:22

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