伯努利数,求解自然数幂和的关键系数

    科技2026-02-06  2

    正题

          我们来考虑这个东西如何用与k相关的时间快速计算.

          我们记

          我们构造其关于k的EGF,则有:

          

          可以发现这是一个等比数列求和的形式,那么就有:

          

          接着,我们将其表示为拆成两部分

          可以观察到,后面的那一部分,相当于

          因为EGF自带一个i!的系数,这个EGF十分有规律,可以求

          而前边一部分貌似就没那么有规律了,我们将它们设为

          而这个序列B就被称为伯努利数.

          同时,因为是EGF卷积的形式,我们可以将它们通过式子写出来:

          

          伯努利数显然可以通过多项式求逆的方式得到,然后就可以用O(k)的时间求出S(n,k)或者用O(k log k)的时间求出S(0,k),...,S(n,k)

          同时我们也得到了0~n-1的自然数k次幂和与n^{0,..,k+1}的关系

          伯努利数的递推式:

          可以这样构造,后半部分的EGF序列很有规律,就是

          那么就有

    Processed: 0.028, SQL: 9