多项式求逆

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和整数的乘法逆元定义类似，对于多项式\(A(x)B(x)=1\)，则称\(A(x),B(x)\)互为乘法逆元。

\(A(x)\)存在乘法逆元的充要条件是\([x^0]A(x)\)存在乘法逆元。

现在思考如何用\(O(n\log n)\)的时间计算\(A(x)\)的乘法逆元：

考虑倍增，当前已求出前\(n\)项的逆元，则：\(A(x)B(x)\equiv 1\pmod{x^n}\)

\[ \begin{equation} \begin{split} A(x)B(x)-1&\equiv 0\pmod{x^n}\\ \Big(A(x)B(x)-1\Big)^2&\equiv0\pmod{x^{2n}}\\ A(x)^2B(x)^2-2A(x)B(x)+1&\equiv 0\pmod{x^{2n}}\\ 2A(x)B(x)-A(x)^2B(x)^2&\equiv1\pmod{x^{2n}}\\ A(x)B(x)\Big(2-A(x)B(x)\Big)&\equiv1\pmod{x^{2n}}\\ \end{split} \end{equation} \]

这样我们就能求出\(\mod{x^{2n}}\)下的逆元：\(B(x)\Big(2-A(x)B(x)\Big)\)，重复\(O(\log n)\)次即可得到答案。

时间复杂度：\(T(n)=T(\frac n2)+O(n\log n)=O(n\log n)\)

代码：

例题：

//Luogu-O2#include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #define rint register inttypedef long long ll;#define Getchar (p1==p2&&(p2=(p1=In)+fread(In,1,1<<20,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++)char In[1<<20],*p1=In,*p2=In,Ch,Out[1<<20],*Outp=Out,St[25],*Tp=St;inline int Getint(register int x=0){    while(!isdigit(Ch=Getchar));    for(;isdigit(Ch);Ch=Getchar)x=x*10+(Ch^48);    return x;}inline void Putint(int x,char c){    do *Tp++=x%10^48;while(x/=10);    do *Outp++=*--Tp;while(Tp!=St);    *Outp++=c;}const int p=998244353,g1=3,g2=(p+1)/3;inline int Add(const int a,const int b){return (a+b)>=p?a+b-p:a+b;}inline ll Pow(ll a,ll b,ll s=1){for(;b;b>>=1,a=a*a%p)if(b&1)s=s*a%p;return s;}namespace Poly{    int r[1<<18];    void Pre(const int n){for(rint i=1,l=log2(n);i
         
          >1]>>1)|((i&1)<<(l-1));} void NTT(const int n,int *A,const int g) { for(rint i=1;i
          
           
            >1,A,B),memcpy(C,A,n*sizeof(int)); Pre(n<<1),NTT(n<<1,C,g1),NTT(n<<1,B,g1); for(rint i=0;i<(n<<1);++i)B[i]=B[i]*(2-(ll)C[i]*B[i]%p+p)%p; NTT(n<<1,B,g2),memset(B+n,0,n*sizeof(int)); }}int n,m,F[1<<18],G[1<<18];int main(){ n=Getint()-1; for(rint i=0;i<=n;++i)F[i]=Getint(); for(m=n,n=1;n<=m;n<<=1); Poly::Inv(n,F,G); for(rint i=0;i<=m;++i)Putint(G[i],i==m?'\n':' '); return fwrite(Out,1,Outp-Out,stdout),0;}