首页 > 其他分享 >洛谷 P8989 [北大集训 2021] 随机游走 题解

洛谷 P8989 [北大集训 2021] 随机游走 题解

时间:2024-04-25 09:01:02浏览次数:13  
标签:aligned 洛谷 limits cdot 题解 P8989 cfrac prod scriptsize

前言

又是随机游走?

题目分析

看到加边,可能性太多了。但是为了让步数最大化,我们可以贪心地想,肯定要往前面连,而且越前面要走的期望步数肯定越大。并且,我们不会浪费边在终点上。于是,题目转变成了 \(1 \sim n - 1\) 连向起点 \(1\) 连若干条边,使得随机游走到终点的期望步数最大。

那要如何分配这 \(m\) 条边到 \(1 \sim n - 1\) 个点呢?考虑假设已知第 \(i\) 个点向 \(1\) 连了 \(d_i\) 条边,求期望步数。设 \(f_i\) 为到了 \(i\),还要期望多少步走到终点,显然 \(f_n = 0\)。开始喜闻乐见的推式子环节:

\[\large f_i = \cfrac{1}{d_i + 1}f_{i+1} + \cfrac{d_i}{d_i + 1}f_1+1 \]

从 \(n-1\) 向前递推。

\[\begin{aligned} \large f_{n-1} &= \cfrac{1}{d_{n-1} + 1}f_{n-1+1} + \cfrac{d_{n-1}}{d_{n-1} + 1}f_1+1 \\ &= \cfrac{d_{n-1}}{d_{n-1} + 1}f_1+1 \end{aligned} \]

推到 \(n-2\)。

\[\begin{aligned} \large f_{n-2} &= \cfrac{1}{d_{n-2} + 1}f_{n-1} + \cfrac{d_{n-2}}{d_{n-2} + 1}f_1 + 1 \\ &= \cfrac{1}{d_{n-2} + 1} \cdot (\cfrac{d_{n-1}}{d_{n-1} + 1}f_1 + 1) + \cfrac{d_{n-2}}{d_{n-2} + 1}f_1 + 1\\ &= \cfrac{1}{d_{n-2} + 1} \cdot \cfrac{d_{n-1}}{d_{n-1} + 1}f_1 + \cfrac{d_{n-2}}{d_{n-2} + 1}f_1 + \cfrac{1}{d_{n-2} + 1} + 1 \\ &= \cfrac{d_{n-1} + d_{n-2} \cdot (d_{n-1}+1)}{(d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1)} f_1 + \cfrac{(d_{n - 2} + 1) + 1}{d_{n-2} + 1} \\ &= \cfrac{(d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1}+1) - 1}{(d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1)} f_1 + \cfrac{(d_{n - 2} + 1) + 1}{d_{n-2} + 1} \end{aligned} \]

再推到 \(n-3\)。

\[\begin{aligned} f_{n-3} =& \cfrac{1}{d_{n-3} + 1}f_{n-2} + \cfrac{d_{n-3}}{d_{n-3} + 1}f_1+1 \\ =& {\scriptsize \cfrac{1}{d_{n-3} + 1}(\cfrac{(d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1}+1) - 1}{(d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1)} f_1 + \cfrac{(d_{n - 2} + 1) + 1}{d_{n-2} + 1}) + \cfrac{d_{n-3}}{d_{n-3} + 1}f_1+1} \\ =& {\scriptsize \cfrac{(d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1}+1) - 1}{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1)} f_1 + \cfrac{(d_{n - 2} + 1) + 1}{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2} + 1)} + \cfrac{d_{n-3}}{d_{n-3} + 1}f_1+1} \\ =& {\scriptsize \cfrac{d_{n-3} \cdot (d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1) + (d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1}+1) - 1}{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1)} f_1 + } \\ & {\scriptsize \cfrac{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2}+1) + (d_{n - 2} + 1) + 1}{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2}+1)}} \\ =& {\scriptsize \cfrac{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1) - 1}{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2} + 1) \cdot (d_{n-1} + 1)} f_1 + \cfrac{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2}+1) + (d_{n - 2} + 1) + 1}{(d_{n-3} + 1) \cdot (d_{n-2}+1)}} \end{aligned} \]

找到一些规律,尝试去证明。假设对于 \(i+1\) 满足:

\[ \large f_{i+1} = \cfrac{\prod \limits _ {j=i+1}^{n-1} (d_j+1)-1}{\prod \limits _ {j=i+1}^{n-1} (d_j+1)}f_1 + \cfrac{\sum \limits _ {j=i+1} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-2}(d_k+1) + 1}{\prod \limits _ {j=i+1} ^ {n-2} (d_j+1)} \]

显然该式对于 \(n-1\) 成立。尝试用归纳法推到 \(i\)。

\[ \begin{aligned} f_i &= {\scriptsize \cfrac{1}{d_i + 1}(\cfrac{\prod \limits _ {j=i+1}^{n-1} (d_j+1)-1}{\prod \limits _ {j=i+1}^{n-1} (d_j+1)}f_1 + \cfrac{\sum \limits _ {j=i+1} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-2}(d_k+1) + 1}{\prod \limits _ {j=i+1} ^ {n-2} (d_j+1)}) + \cfrac{d_i}{d_i + 1}f_1+1 } \\ &= {\scriptsize \cfrac{\prod \limits _ {j=i+1}^{n-1} (d_j+1)-1}{\prod \limits _ {j=i}^{n-1} (d_j+1)}f_1 + \cfrac{\sum \limits _ {j=i+1} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-2}(d_k+1) + 1}{\prod \limits _ {j=i} ^ {n-2} (d_j+1)} + \cfrac{d_i}{d_i + 1}f_1+1} \\ &= {\scriptsize \cfrac{\prod \limits _ {j=i}^{n-1} (d_j+1)-1}{\prod \limits _ {j=i}^{n-1} (d_j+1)}f_1 + \cfrac{\sum \limits _ {j=i} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-2}(d_k+1) + 1}{\prod \limits _ {j=i} ^ {n-2} (d_j+1)}} \end{aligned} \]

所以上式对于所有 \(i\) 均成立。考虑边界,推到 \(i=1\) 的时候是一个方程。

\[ f_1 = \cfrac{\prod \limits _ {j=1}^{n-1} (d_j+1)-1}{\prod \limits _ {j=1}^{n-1} (d_j+1)}f_1 + \cfrac{\sum \limits _ {j=1} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-2}(d_k+1) + 1}{\prod \limits _ {j=1} ^ {n-2} (d_j+1)} \]

解方程。

\[ {\scriptsize \left( \prod \limits _ {j=1}^{n-1} (d_j+1) \right)f_1 = \left (\prod \limits _ {j=1}^{n-1} (d_j+1)-1\right)f_1 + (d_{n-1} + 1)\left({\sum \limits _ {j=1} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-2}(d_k+1) + 1}\right)} \]

\[ f_1 = {\sum \limits _ {j=1} ^ {n-2} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-1}(d_k+1) + (d_{n-1}+1)} \]

\[ \large f_1 = \sum \limits _ {j=1} ^ {n-1} \prod \limits _ {k=j} ^ {n-1}(d_k+1) \]

标签:aligned,洛谷,limits,cdot,题解,P8989,cfrac,prod,scriptsize
From: https://www.cnblogs.com/XuYueming/p/18156803

相关文章

  • [题解]P5431 【模板】模意义下的乘法逆元 2
    可恶,卡常好难受。P5431【模板】模意义下的乘法逆元2将分数通分,第\(i\)个分数是\(\frac{k^i*fac\diva[i]}{fac}\),\(fac\)表示所有元素的积。我们可以用\(lr,rl\)记录\(a\)的前缀后缀积,第\(i\)个分数就是\(\frac{k^i*lr[i-1]*rl[i+1]}{lr[n]}\)。这样分母都是\(lr[n]\),分子就......
  • qoj3082 Ascending Matrix 题解
    题目链接点击打开链接题目解法不考虑第\(a_{r,c}=v\)的限制怎么求?我们把条件形式化一下,发现\(k\)个区域的颜色可以表示成轮廓线的形式,即第\(i-1\)条到第\(i\)条轮廓线之间的格点颜色为\(i\)问题变成找到\(k-1\)条互不穿过的路径,起点为\((1,m)\),终点为\((n,1)\)......
  • P2882 题解
    思想一眼看上去,没什么思路。看一下标签。枚举!于是枚举\(K\)。然后变成了求最少次数。由于枚举放在第一个,我们还是考虑一下枚举。我们枚举反转区间的左端点,我们惊奇地发现,由于从左往右扫,如果左端点是朝后的,那这次不转就没机会了。所以最最简单的暴力:从左往右扫,遇到左端点......
  • 洛谷题单指南-动态规划2-P1725 琪露诺
    原题链接:https://www.luogu.com.cn/problem/P1725题意解读:走过一系列格子之后,冰冻指数之和最大,相当于计算最大子序列的和。解题思路:设a[0~n]保存所有冰冻指数设dp[i]表示以第i号格子为终点所能获得的最大冰冻指数设j表示i的前一个格子,也就是从j可以移动到i已知i,则j的范围也......
  • 「洛谷」题解:P1217 回文质数
    题目传送门看着题目好像很简单的样子,实际上做起来才会发现,这么多函数他奶奶的是普及-难度?在这道题目当中,我们最少需要写两个函数,如果需要优化可以再多写一个,待会儿的代码我们就直接放最简单版本的了。有人说这道题可以暴力对拍之后再输出,这完全可以,但是这么简单的题目不至于使用......
  • 2022ccpc题解
    2023年第五届河南省CCPC大学生程序设计竞赛ProblemA.Mocha上小班啦思路:求n个数位的最小值,条件:每一位数字都不同切不含前导零。只需要把0放到第二位,其他按从小到大输出,大于10以后输出-1即可。#include<bits/stdc++.h>usingnamespacestd;intmain(){//预处......
  • P5900 无标号无根树计数 题解
    不懂为啥都要对原式神秘转化之后再牛顿迭代,直接对原式牛顿迭代即可!完全不用转化!设无标号有根树的组合类是\(\mathcalT\),则有\(\mathcalT=\mathcalZ\times\mathrm{MSET}(\mathcalT)\),即\(T(x)=x\exp\sum\limits_{j\ge1}\dfrac{T(x^j)}j\),设\(G(F(x))=F(x)-x\exp\sum\lim......
  • abc340E题解
    题目描述样例input:5312345240output:04272算法1(树状数组)$O(nlogn)$本题我们可以看作对于每一个查询位置x我们都需要先把该位置上的所有球拿出来,然后再一个一个的放到对应位置上去。假设x位置上面有y个球,那么对于这y个球,如果大于n,那么就对所有的位置放y......
  • P3667 Bovine Genomics Hash+二分题解
    砂金听说了你在学字符串,于是在CLOI里出了道题给你P3667BovineGenomics题链:洛谷hzoi提高\(hash\)基础题。思路是二分答案,\(check\)中比较每一个区间字串的\(hash\)值是否相等。比较的时候可以用\(set\)或\(map\)。\(set\)的好处在于无重元素,判断时先将\(a\)串中区间子串......
  • 抢先看!美团、京东、360等大厂面试题解析,技术面试必备。
    技术面试必备!美团、京东、360等大厂面试题详解,让你轻松应对各大公司面试挑战!往期硬核面经哦耶!冲进腾讯了!牛逼!上岸腾讯互娱和腾讯TEG!腾讯的面试,强度拉满!前几篇文章分享了上岸腾讯的最新面经。不少粉丝股东留言说别只发腾讯的啦,其他大厂的也安排一些吧,比如美团、360、京东的......