「不会」等价类计数

完全忘了TnT
然而这种类型的题目好像没考过..

先复习一下万能的burnside引理,
啊不先复习一下定义(有些是本蒻自己yy的可能并不准确)

一个物体:被染色的对象
一个元素:一种染色方案
一个置换\(g\):一种让物体交换位置的变换方法
一个置换群\(G\):里面的置换满足封闭性结合律单位元逆元
一个循环(对于一个置换i来说的):不停地用一个置换作用于所有物体,物体呈现循环运动的轨迹(数目记为\(h_i\))
一个不动点(对于一个置换i来说的):被该置换作用后,不发生改变的一个元素(数目记为\(c_i\))
一个不动置换类(对于一个元素k来说的):作用在该元素上使该元素不发生改变的一个置换(数目记为\(Z_k\))
一个等价类(对于一个元素k来说的):在G中所有置换作用下k的轨迹,即变化成所有元素的集合(记为\(E_k\))
等价类数目(对于一个置换群G来说的):G的作用把全集分成的等价类的个数..(记为L)

问:给一串珠子染色,旋转/翻转同构算一种,某某颜色还不能挨着,某某颜色还必须挨着...
有几种染色方案?

即求等价类数目,此时需要搬出burnside引理
\[L=\frac{1}{|G|} \sum c_i\]
诡谲的翻译:所有置换的不动点的平均值

还是先理解一个比\(L=\frac{1}{|G|} \sum c_i\)直观一点的事实
\[|G|=|Z_k|*|E_k|\](对任意元素k)
(本蒻的毛病就是,不理解活不下去)

根据本蒻的直观理解,
置换群的一个优美性质是 能使群内元素到达它所在等价类的所有位置的置换数目都相同
也就是说若\(E_x==E_y\),使\(k_0->k_1\)的置换数目\(num(k_0->k_1)=\frac{|G|}{|E_k|}\)
而\(num(k->k)=|Z_k|\),故\(|Z_k|=\frac{|G|}{|E_k|}\)
故\(|G|=|Z_k|*|E_k|\)
翻译:对任意元素k,置换总数|G|=k所在等价类中元素的\(|Z|\)之和

那么每个\(|G|\)都可以代表某一个等价类的\(|Z|\)之和,
用\(L\)个\(|G|\)就能代表所有元素的\(|Z|\)之和。
\[L*|G|=\sum|Z|\]
统计“置换作用于元素但元素未改变”这一事件发生的数量
\[\sum|Z|=\sum c_i\]

\[L*|G|=\sum\ c_i\]
\[L=\frac{1}{|G|} \sum c_i\]
问题有了头绪,求每个置换的不动点数目就行了

然后burnside引理有个延伸/具体化叫polya定理
如果没有颜色相邻的要求,即所有颜色平等化的话,
\[L=\frac{1}{|G|} \sum m^{h_i}\]
基本没怎么变,但是求每个置换的循环节就行了

在一些等价类计数问题中,只需用(tao)到(shang)上述理论
再用一些其他计数算法去计算每个置换的不动点数目/循环节数目就能解决..

只做过帮助理解的一些淼题..

「card」
burnside+dp

「周末晚会」
burnside+dp

「color」
polya+math

「Magic Bracelet」
burnside+dp

「有色图」
这道不是淼题,
而是我感觉很难的一道题..
https://www.cnblogs.com/yxsplayxs/p/11632236.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/yxsplayxs/p/12108577.html

时间: 2024-08-30 16:43:49

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