基本的普通生成函數

\[\begin{align} aF(z) + bG(z) &= \sum_n (af_n+bg_n)z^n \\ z^mG(z) &= \sum_n g_{n-m}z^n, \quad m\ge 0 \\ \frac{G(z) - g_0 - g_1z - \cdots - g_{m-1}z^{m-1}}{z^m} &= \sum_ng_{n+m}z^n, \quad m\ge 0 \\ G(cz) &= \sum_n c^ng_nz^n \\ G'(z) &= \sum_n(n+1)g_{n+1}z^n \\ zG'(z) &= \sum_nng_nz^n \\ \int_0^z G(t){\rm d} t &= \sum_{n\ge 1}\frac 1ng_{n-1}z^n \\ F(z)G(z) &= \sum_n\left(\sum_k f_ng_{n-k}\right)z^n \\ \frac 1{1-z}G(z) &= \sum_n\left(\sum_{k\le n}g_k\right)z^n \end{align} \]


以上是處理生成函數的基本方法。

以下是常用的生成函數。


\[\begin{array}{|l|l|} \hline 生成函數 & 封閉形式 \\ \hline \sum_{n\ge 0} [n=0]z^n & 1 \\ \sum_{n\ge 0}[n=m]z^n & z^m \\ \sum_{n \ge 0} z^n & \frac 1{1-z} \\ \sum_{n\ge 0}(-1)^nz^n & \frac 1{1+z} \\ \sum_{n\ge 0}[2\mid n]z^n & \frac 1{1-z^2} \\ \sum_{n\ge 0}[m\mid n]z^n & \frac 1{1-z^m} \\ \sum_{n\ge 0}(n+1)z^n & \frac 1{(1-z)^2} \\ \sum_{n\ge 0}2^nz^n & \frac 1{1-2z} \\ \sum_{n\ge 0}\binom 4n z^n & (1+z)^4 \\ \sum_{n\ge 0}\binom cn z^n & (1+z)^c \\ \sum_{n\ge 0}\binom {c+n-1}{n} z^n & \frac 1{(1-z)^c} \\ \sum_{n\ge 0}c^nz^n & \frac 1{1-cz} \\ \sum_{n\ge 0}\binom{m+n}mz^n & \frac 1{(1-z)^{m+1}} \\ \sum_{n\ge 1}\frac 1n z^n & \ln \frac 1{1-z} \\ \sum_{n\ge 1}\frac{(-1)^{n+1}}nz^n & \ln (1+z) \\ \sum_{n\ge 0}\frac 1{n!}z^n & \exp z \\ \hline \end{array} \]


\[G(z)+G(-z) = \sum_ng_n(1+(-1)^n)z^n = 2\sum_n[n 是偶數]g_nz^n \]

類似地,也可以只取奇數, 這對任意生成函數都可以使用。

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