atcoder#ABC249H. [ABC249Ex] Dye Color
[ABC249Ex] Dye Color
题目描述
個のボールがあり、ボールには から の番号がついています。初め、ボール は色 で塗られています。
色は 以上 以下の整数によって表されます。
以下の操作を、全てのボールの色が等しくなるまで繰り返します。
- 個のボールからなる集合の部分集合(空集合を含む)は 個あるが、そこから 個の集合を一様ランダムに選ぶ。選んだ集合に含まれるボールの index を昇順に とする。次に、 から 個を選んで得られる順列を一様ランダムに 個選び とする。そして、 を満たす整数 に対し、ボール の色を に変更する。
操作回数の期待値 を求めてください。
ここで、 から 個を選んで得られる順列とは、 以上 以下の整数 個からなる数列であって、要素が相異なるもののことです。
输入格式
入力は以下の形式で標準入力から与えられる。
输出格式
答えを出力せよ。
2
1 2
4
3
1 1 1
0
10
3 1 4 1 5 9 2 6 5 3
900221128
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 つの整数 を用いて と表した時、 かつ を満たす整数 がただ一つ存在することが証明できます。この を求めてください。
制約
- 入力は全て整数である。
Sample Explanation 1
大きさが である集合を選び、かつ集合に含まれないもう一方のボールの色に変更するまで操作は続きます。その確率は $ \displaystyle\ \frac{2}{4}\ \times\ \frac{1}{2}=\frac{1}{4} $ なので、操作回数の期待値は 回です。
Sample Explanation 2
初めから全てのボールの色が同じであるため、操作は行われません。