对这种题一点办法都没有。。。
可以手动折叠发现 \(n = 3\) 时 \(M = 2 + 2 \sqrt{2}, V = 2 + 4 \sqrt{2}\)。于是大胆猜结论,第二次折叠开始,每次产生的山谷和山峰的长度相等。
为什么呢?考虑从第二次折叠开始,设当前纸的层数为 \(k\)(事实上若当前是第 \(i\) 次折叠,\(k = 2^{i - 1}\))。则奇数层的纸展开后是山谷,偶数层的纸展开后是山峰。所以 \(V = M + 2 \sqrt{2}\) 恒成立。
这意味着我们只用计算 \(n\) 次折叠后的总折痕长度 \(V + M\),就能算出 \(M\) 和 \(V\) 的值。考虑每次折叠,纸的每一层的折痕长度为上一次折叠时 \(\times \frac{1}{\sqrt{2}}\),但是纸的层数为上一次折叠时 \(\times 2\)。所以每次折叠,总折痕长度为上一次的 \(\sqrt{2}\) 倍。于是 \(M = \sum\limits_{i = 0}^{n - 2} 2 \sqrt{2}^i, V = 2 \sqrt{2} + \sum\limits_{i = 0}^{n - 2} 2 \sqrt{2}^i\)。
至此直接套用等比数列求和公式 \(s = \frac{a (1 - q^n)}{1 - q}\) 即可出答案。由于需要快速幂,时间复杂度为 \(O(\sum \log n)\)。
实现时封装一个 \(a + b \sqrt{2}\) 的类会好写很多。
code
// Problem: C. Fractal Origami
// Contest: Codeforces - Codeforces Round 921 (Div. 1)
// URL: https://codeforces.com/contest/1924/problem/C
// Memory Limit: 256 MB
// Time Limit: 1000 ms
//
// Powered by CP Editor (https://cpeditor.org)
#include <bits/stdc++.h>
#define pb emplace_back
#define fst first
#define scd second
#define mkp make_pair
#define mems(a, x) memset((a), (x), sizeof(a))
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef double db;
typedef unsigned long long ull;
typedef long double ldb;
typedef pair<ll, ll> pii;
const ll mod = 999999893;
inline ll qpow(ll b, ll p) {
ll res = 1;
while (p) {
if (p & 1) {
res = res * b % mod;
}
b = b * b % mod;
p >>= 1;
}
return res;
}
ll n;
struct node {
ll a, b;
node(ll x = 0, ll y = 0) : a(x), b(y) {}
};
inline node operator + (const node &a, const node &b) {
return node((a.a + b.a) % mod, (a.b + b.b) % mod);
}
inline node operator - (const node &a, const node &b) {
return node((a.a - b.a + mod) % mod, (a.b - b.b + mod) % mod);
}
inline node operator * (const node &a, const node &b) {
return node((a.a * b.a + a.b * b.b * 2) % mod, (a.a * b.b + a.b * b.a) % mod);
}
inline node operator / (const node &x, const node &y) {
ll a = x.a, b = x.b, c = y.a, d = y.b;
return node((a * c - b * d * 2 % mod + mod) % mod * qpow((c * c - d * d * 2 % mod + mod) % mod, mod - 2) % mod, (b * c - a * d % mod + mod) % mod * qpow((c * c - d * d * 2 % mod + mod) % mod, mod - 2) % mod);
}
inline node qpow(node b, ll p) {
node res(1, 0);
while (p) {
if (p & 1) {
res = res * b;
}
b = b * b;
p >>= 1;
}
return res;
}
void solve() {
scanf("%lld", &n);
node a = node(1, 0) - qpow(node(0, 1), n - 1), b = node(1, 0) - node(0, 1);
node x = a * node(2, 0) / b;
node y = x + node(0, 2);
node res = x / y;
printf("%lld\n", res.b);
}
int main() {
int T = 1;
scanf("%d", &T);
while (T--) {
solve();
}
return 0;
}