[SDOI2014] 重建
问题要求 ∑ T ( ∏ e ∈ T p e ∏ e ∉ T ( 1 − p e ) ) \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} p_e \prod_{e \notin T} (1 - p_e)\right) T∑⎝⎛e∈T∏pee∈/T∏(1−pe)⎠⎞ 由于矩阵树只能处理 e ∈ T e \in T e∈T,所以把式子变成 ∑ T ( ∏ e ∈ T p e ∏ e ( 1 − p e ) ∏ e ∈ T ( 1 − p e ) ) = ∏ e ( 1 − p e ) ∑ T ( ∏ e ∈ T p e 1 − p e ) \begin{aligned} & \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} p_e \frac{\prod_{e} (1 - p_e)}{\prod_{e \in T} (1 - p_e)} \right) \\ =& \prod_{e} (1 - p_e) \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} \frac{p_e }{1 - p_e} \right)\end{aligned} =T∑(e∈T∏pe∏e∈T(1−pe)∏e(1−pe))e∏(1−pe)T∑(e∈T∏1−pepe) 于是用矩阵树定理推广计算 ∑ T ( ∏ e ∈ T p e 1 − p e ) \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} \frac{p_e }{1 - p_e} \right) ∑T(∏e∈T1−pepe),最后乘上 ∏ e ( 1 − p e ) \prod_{e} (1 - p_e) ∏e(1−pe) 即为答案。 注意 p e = 1 p_e = 1 pe=1 会除零而出问题,给 p e p_e pe 减个 ϵ \epsilon ϵ 即可。
矩阵树定理推广:计算所有生成树边权乘积的和,即 ∑ T ( ∏ e ∈ T x e ) \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} x_e \right) T∑(e∈T∏xe) 其中 x e x_e xe 为一个有理数。
令 x e = p e t x_e = \dfrac{p_e}{t} xe=tpe,其中 p e , t ∈ Z p_e, t \in \Z pe,t∈Z,那么 ∑ T ( ∏ e ∈ T x e ) = 1 t n − 1 ∑ T ( ∏ e ∈ T p e ) \begin{aligned} & \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} x_e \right) \\ =& \frac{1}{t^{n - 1}} \sum_{T} \left( \prod_{e \in T} p_e \right)\end{aligned} =T∑(e∈T∏xe)tn−11T∑(e∈T∏pe) 当边权 p p p为整数的时候很好计算:把 u , v u, v u,v 之间连上 p p p 条边,然后计算生成树的个数就是原图所有生成树边权乘积和。
但是 t n − 1 t^{n - 1} tn−1 很显然精度不够,所以我们用 行列式的可乘性 把 t n − 1 t^{n - 1} tn−1 分配给行列式中每个元素,于是我们有了一个新的基尔霍夫矩阵:度为连出去所有边的边权和,边权为原边权的相反数。然后正常矩阵树定理得到的答案就是所求的了。
