update 9.23 lagrange重心插值改进&&模板
定理:给定n+1个不同数的取值,可以唯一确定一个次数不超过n的多项式。
如何求出这个多项式可以使用拉格朗日插值法。
拉格朗日插值法:
假设我们得到了n+1个点,
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定义:xj的"开关"为:
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为什么称它为开关呢?因为构造使得pj(xj)=1,而带入任意xi(i不等于j)都pj=0,
这样接着构造出这个n次多项式
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跟据开关的性质,我们知道Ln(xi)=yi
下面介绍拉格朗日插值法的应用。
求自然数的幂的前缀和
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当k=1的时候,我们知道柿子为(n+1)*n/2,可以推广,求和柿子一定是一个k+1次。
跟据拉格朗日插值法,设答案柿子为f(n),我们知道只要求出把(0,f(0)),(1,f(1))...(k+1,f(k+1))这k+2个数带入,就可得到答案的k+1次柿子且是唯一确定的!
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通过万恶的数学推导:
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我们分析一下时间复杂度;
前缀+后缀积,分母两个阶乘,都是O(k)时间复杂度,剩下的问题就是求出f(0),f(1)...f(k+1),只要我们可以快速的求出某个k次多项式的前k+1个值,那么剩下的部分可以使用拉格朗日插值法在Θ(k)的时间内完成计算。

利用拉格朗日插值的重心优化,我们可以把时间复杂度降低到O(n)
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