#HTR001G. 随机
随机
Background
出题人:曾铭豪
无限猴子定理:让一只猴子在打字机上随机地按键,当按键时间达到无穷时,几乎必然能够打出任何给定的文字。
—— 摘自维基百科
Description
很久很久以前,有一个 进制的世界,在这个异世界中有一只猴子与一台打字机。
打字机上有 个按键,分别标注为 。猴子喜欢在打字机上随机地按键。在每个单位时间,他会在打字机的所有键中等概率随机选取一个,并且按下这个按键。猴子的生命是无限的,即他可以花无限时间打字。
小明喜欢 的倍数。如果猴子连续按下的若干个按键上的数字可以连成一个 进制下 的倍数,那么小明认为猴子完成了目标。
例如,,猴子连续按下 即完成了目标,因为 。此时猴子用了 个单位时间。
小明很好奇,猴子完成目标所需要的期望时间是多少单位?他请你帮助他求解这个问题。
Format
Input
输入包含多组数据。
输入的第一行为一个正整数 ,为测试数据的组数。
接下来 行,每行两个正整数 ,意义如上所述。
Output
输出共 行,每行一个整数,为你的答案。为避免精度问题,输出对 取模。
容易证明答案可以表示为有理数 ,你的输出即为最小的非负整数 使得 。保证这样的整数 存在。
Samples
5
2 2
3 2
4 3
7 3
10 8
2
332748119
374341634
977872021
290088106
Limitation
样例 解释
对于第 组数据,所有可能的过程如下(下划线标出了所求的 的倍数):
答案为 $\dfrac{1}{2} \times 1 + \dfrac{1}{4} \times 2 + \dfrac{1}{8} \times 3 + \dfrac{1}{16} \times 4 + \cdots = 2$。
对于第 组数据,所有可能的过程如下:
答案为 $\dfrac{2}{3} \times 1 + \dfrac{1}{3} \times {2} = \dfrac{4}{3}$。
对于第 组数据,所有可能的过程如下:
答案为 $\dfrac{2}{4} \times 1 + \dfrac{6}{16} \times 2 + \dfrac{8}{64} \times 3 = \dfrac{1}{2} + \dfrac{3}{4} + \dfrac{3}{8} = \dfrac{13}{8}$。
对于第 组数据,答案为 。
对于第 组数据,我已经找到了一个美妙的解释,可惜空间太小,写不下。
数据规模
本题共有 个测试点,每个测试点满分 分。
对于第 个测试点,
- 若 ,则保证测试点中所有 ,时间限制 秒。
- 否则,没有特殊限制,时间限制 秒。
对于所有数据,保证 。