代数推导天地灭!
计数满足以下条件的 \(x_1,x_2,...,x_n\) 序列的个数:
\(0\le x_i\le m\);
\(\sum x_i=m\);
\(x_1+x_2+...+x_a>[m/2]\)。
令 \(r=[m/2]+1\)。
枚举 \(x_1+x_2+...+x_a\),显然可以得到:
\(\sum_{i=r}^m C(i+a-1,i)C(m-i+n-a-1,m-i)\)。
对称地,我们也可以枚举最大的 \(j\) 满足 \(x_1+x_2+...+x_j<r\),得到:
\(\sum_{j=0}^{a-1}C(r-1+a,j)C(m+n-r-a,n-1-j)\)。
两式的结构是类似的,但我们稍后将会看到,下面的式子更易于处理。
上式的值记作 \(f_a\)。
令 \(A=r-1\),\(B=m+n-r\)。
\(f_x=\sum_{i=0}^{x-1}C(A+x,i)C(B-x,n-1-i)\),非常齐次。
\(f_{x+1}=\sum_{i=0}^x C(A+x+1,i)C(B-x-1,n-1-i)\)。
\(f_{x+1}=\sum_{i=0}^x (C(A+x,i)+C(A+x,i-1))(C(B-x,n-i)-C(B-x-1,n-i))\)。
\(f_{x+1}=f_x+\sum_{i=0}^x C(A+x,i)C(B-x,n-i)-C(A+x,i)C(B-x-1,n-i)-C(A+x,i-1)C(B-x-1,n-i)\)。
\(f_{x+1}=f_x\sum_{i=0}^x C(A+x,i)C(B-x,n-1-i)-C(A+x,i-1)C(B-x-1,n-i)\)。
下标平移之后就抵消了,产生一个余项 \(C(A+x,x)C(B-x,n-1-x)\)。
所以 \(f_{x+1}=f_x+C(A+x,x)C(B-x,n-1-x)\)。
真的是太神奇了!

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