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OMC179 (for beginners)

OMC179(E)

ユーザー解説 by imabc

 形式的べき級数を用いた解法です.

 公式解説と同様にマス目を白黒に塗り分けるとき, ci=i+1行目にある黒マスの数)i行目にある黒マスの数)c_i=(i+1行目にある黒マスの数)-(i行目にある黒マスの数) とする.(ただし c0=1行目にある黒マスの数),c7=77行目にある黒マスの数)c_0=(1行目にある黒マスの数),c_7=7-(7行目にある黒マスの数) とする)
 公式解説より, c0,,c7c_0,…,c_7 は非負整数であり,総和は 77 である.黒マスの個数は 7c0+6c1++c67c_0+6c_1+…+c_6 個で,条件よりこれは奇数.
 また,非負整数の組 (c0,c1,,c7)(c_0,c_1,…,c_7) と各マスの数の割り当て方は一対一対応していることから,上記を満たす組 (c0,c1,,c7)(c_0,c_1,…,c_7) の個数を数えればよい.
 ここで, 7c0+6c1++c67c_0+6c_1+…+c_6 が奇数という条件は c0+c2+c4+c6c_0+c_2+c_4+c_6 が奇数であることに等しい.
 したがって, f(x,y)=(11xy)4(11x)4f(x,y)=\left(\dfrac{1}{1-xy}\right)^4\left(\dfrac{1}{1-x}\right)^4 とすると,求めるべき値は, f(x,y)f(x,y)xx の次数が 77yy の次数が奇数である項の係数の総和である.これは以下のように求められる.

[x7]12(f(x,1)f(x,1))=[x7]12{1(1x)81(1x)4(1+x)4}=12(14C70)=1716\begin{aligned} [x^7]\dfrac{1}{2}(f(x,1)-f(x,-1))&=[x^7]\dfrac{1}{2}\left\lbrace\dfrac{1}{(1-x)^8}-\dfrac{1}{(1-x)^4(1+x)^4}\right\rbrace \\ &=\dfrac{1}{2}(_{14}\mathrm{C}_7-0) \\ &=\mathbf{1716} \end{aligned}

 ただし,以下の式を用いた. 1(1x)n=i=0(i+n1n1)xi\dfrac{1}{(1-x)^n}=\sum_{i=0}^{\infty}\binom{i+n-1}{n-1}x^i