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生成函数(generating function),又称母函数,是一种形式幂级数,其每一项的系数可以提供关于这个序列的信息。
生成函数有许多不同的种类,但大多可以表示为单一的形式:
$$ F(x)=\sum_n a_nk_n(x) $$
其中 $k_n(x)$ 被称为核函数。不同的核函数会导出不同的生成函数,拥有不同的性质。举个例子:
- 普通生成函数:$k_n(x)=x^n$。
- 指数生成函数:$k_n(x)=\dfrac{x^n}{n!}$。
- 狄利克雷生成函数:$k_n(x)=\dfrac{1}{n^x}$。
另外,对于生成函数 $F(x)$,我们用 $[k_n(x)]F(x)$ 来表示它的第 $n$ 项的核函数对应的系数,也就是 $a_n$。