atcoder#ABC242H. [ABC242Ex] Random Painting

[ABC242Ex] Random Painting

题目描述

1 1 から N N までの番号が振られた N N 個のマスがあり、始めすべてのマスは白く塗られています。

また、箱の中に 1 1 から M M までの番号が振られた M M 個のボールが入っています。

以下の操作を、N N 個のマスがすべて黒く塗られるまで繰り返します。

  1. 箱から 1 1 つボールを取り出す。取り出し方は完全ランダムであり、各ボールは等確率で選ばれる。
  2. 取り出したボールの番号を x x として、マス Lx, Lx+1, , Rx L_x,\ L_x+1,\ \ldots,\ R_x を黒く塗る。
  3. 取り出したボールを箱に戻す。

操作回数の期待値を mod  998244353 \text{mod\ }\ 998244353 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 M M L1 L_1 R1 R_1 L2 L_2 R2 R_2 \hspace{0.5cm}\vdots LM L_M RM R_M

输出格式

求めた期待値を mod  998244353 \text{mod\ }\ 998244353 で出力せよ。

题目大意

mm 个小球,一开始标号为 1m1\sim m,每个对应一个区间 [Li,Ri][L_i,R_i]。有 nn 个方块,标号 1n1\sim n,初始时无色。重复以下步骤直到所有的方块都被涂色:

  1. 随机拿出一个小球 ii
  2. [Li,Ri][L_i,R_i] 涂色
  3. 将小球放回去

问期望进行步骤的次数。

  • 1n,m400,1Li,Rin1\le n,m\le 400,1\le L_i,R_i\le n
3 3
1 1
1 2
2 3
499122180
13 10
3 5
5 9
3 12
1 13
9 11
12 13
2 4
9 12
9 11
7 11
10
100 11
22 43
84 93
12 71
49 56
8 11
1 61
13 80
26 83
23 100
80 85
9 89
499122193

提示

注記

求める期待値は必ず有理数となることが証明できます。またこの問題の制約下では、その値を互いに素な 2 2 つの整数 P P , Q Q を用いて PQ \frac{P}{Q} と表したとき、R × Q  P(mod998244353) R\ \times\ Q\ \equiv\ P\pmod{998244353} かつ 0  R < 998244353 0\ \leq\ R\ \lt\ 998244353 を満たす整数 R R がただ一つ存在することが証明できます。この R R を求めてください。

制約

  • 1  N,M  400 1\ \leq\ N,M\ \leq\ 400
  • 1  Li  Ri  N 1\ \leq\ L_i\ \leq\ R_i\ \leq\ N
  • すべてのマス i i についてある整数 j j が存在し、Lj  i  Rj L_j\ \leq\ i\ \leq\ R_j
  • 入力はすべて整数

Sample Explanation 1

求める期待値は 72 \frac{7}{2} です。 499122180 × 2  7(mod998244353) 499122180\ \times\ 2\ \equiv\ 7\pmod{998244353} なので、499122180 499122180 を出力します。