题面
给出平面上 n 个点,唯一确定一个多项式(次数小于等于 n-1 ),并给一个值求 f(k)f(k)f(k) mod 998244353
分析
根据线性代数里的结论,从 n 个点得到的 f(x) 可以如下表示
f(x)=∑i=1nyi×∏j=1,j≠inx−xjxi−xjf(x)=\displaystyle\sum_{i=1}^{n} y_i × \displaystyle\prod_{j=1,j≠i}^{n}{{x-x_j} \over {x_i-x_j}}f(x)=i=1∑nyi×j=1,j=i∏nxi−xjx−xj
其中 x−xjxi−xj\displaystyle{{x-x_j} \over {x_i-x_j}}xi−xjx−xj 被称作插值基,容易验证将某个给出的点(n个点中的某个点)带入(定为m)时:
xm=xix_m=x_ixm=xi时,该插值基的值为1
xm≠xix_m≠x_ixm=xi时,分子上有一项是0,该插值基的值为0.
这就验证了 f(x) 过这 n 个点
计算过程比较简单,直接带入即可,复杂度 O(n2)O(n^2)O(n2)
值得一提的是因为每一项都有一个大分母,并且还要取模,不难想到需要求分母的乘法逆元。
取模数是个质数,就可以采用费马小定理求逆。
当 p 是质数时,ap≡a(modp)a ^p\equiv a(modp)ap≡a(modp),或者说ap−1≡1(modp)a ^{p-1}\equiv 1(modp)ap−1≡1(modp),后者进行拆分:
ap−2×a≡1(modp)a ^{p-2}×a\equiv 1(modp)ap−2×a≡1(modp)
就发现了 ap−2%pa^{p-2} \% pap−2%p 是 aaa 的乘法逆元,当p为质数
代码
#include <stdio.h>
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<string>
using namespace std;
#define mod 998244353
inline long long power(long long a, long long b, long long p)//a^b mod p
{
long long ans = 1;
while (b)
{
if (b & 1)ans *= a;
b >>= 1;
a = a * a % p;
ans = ans % p;
}
return ans;
}
long long x[2005], y[2005], k, n;
long long lagrange(long long n, long long k)
{
long long ans = 0;
long long under, up;//分母,分子
for (int i = 0; i < n; i++)//插第i个点
{
under = 1, up = 1;
for (int j = 0; j < n; j++)//第j项
{
if (i != j)//缺项
{
up = up * (k - x[j]) % mod;
under =under* (x[i] - x[j]) % mod;
}
}
ans += y[i] * up % mod * power(under, mod - 2, mod) % mod;
ans %= mod;
}
return (ans+mod)%mod;
}
int main()
{
ios::sync_with_stdio(false);
cin >> n >> k;
for (int i = 0; i < n; i++)cin >> x[i] >> y[i];
cout << lagrange(n, k);
return 0;
}