#AGC053C. [AGC053C] Random Card Game

[AGC053C] Random Card Game

题目描述

2N 2N 枚のカードがあり、それぞれには 1 1 から 2N 2N までの番号が付いています。 このカードを用いて行う、次のゲームを考えます。

まず、ディーラーはそれぞれの山が N N 枚のカードからなるように、カードを 2 2 つの山にランダムに分けます。 このとき、ディーラーは各山におけるカードの順序もランダムに定めます。 その後プレイヤーは、一方の山が空になるまで次の操作を繰り返し行い、最終的な操作回数がこのゲームのスコアとなります。

  • ある正の整数 k k を選び、一方の山の上から k k 枚目のカードと、もう一方の山の上から k k 枚目のカードを比較する。(ただし、k k は各山のカード枚数を超えてはいけない。)そして、番号が小さい方のカードをそのカードを含む山から取り除く。

このゲームを チーター がプレイするとします。 つまり、各山の各カードの番号を常に把握できるプレイヤーがプレイするとします。 このプレイヤーがスコアを最小化するよう最適にプレイしたときの、スコアの期待値を mod 109+7 \bmod\ 10^9+7 で求めてください(注記参照)。

输入格式

入力は以下の形式で標準入力から与えられる。

N N

输出格式

答えを出力せよ。

题目大意

给定 2n2n 张卡牌,顺次编号为 112n2n。考虑如下的游戏:

首先,庄家随机地将卡牌分成两堆,每堆 nn 张。每堆内牌的顺序也是随机的。随后,玩家会重复以下操作直到其中一堆为空:
选择一个正整数 kk,比较两堆中从上到下第 kk 张卡牌(kk 必须不大于牌堆的大小)。随后,移除两张牌中编号更小的牌。
操作次数即为玩家的得分。

假设玩家是一名作弊者,能看到两堆牌中每张牌的编号。玩家将采用最优策略最小化得分,请输出玩家的期望得分在模 109+710^9 + 7 意义下的值。

本题中的期望得分是一个分数。假设我们将答案表示为最简分数 xy\frac xy,你需要输出的值即为满足 yzx(mod109+7)yz \equiv x\pmod {10^9 + 7} 的值 zz

n106n\le 10^6

1
1
3
486111118

提示

注記

  • 求める期待値は有理数となります。期待値を分数 yx \frac{y}{x} x x y y は互いに素な正の整数)で表したとき、x x P=109+7 P=10^9+7 と互いに素になるので、 xz  y (mod )P xz\ \equiv\ y\ \pmod\ P なる 0 0 以上 P1 P-1 以下の唯一の整数 z z を出力してください。

制約

  • 1  N  106 1\ \leq\ N\ \leq\ 10^6