AT_arc174_c [ARC174C] Catastrophic Roulette
题目描述
有一个能等概率转出整数 $1,2,\dots,N$ 的轮盘。
两个人用它进行如下游戏:
- 先手和后手轮流转动轮盘。
- 如果转出的整数之前没有出现过,则什么都不会发生。
- 否则,转动轮盘的玩家需要支付 $1$ 日元的罚金。
- 当 $N$ 个整数都至少出现过一次时,游戏立即结束。
请分别求出先手和后手在游戏结束前需要支付的罚金的期望值,并对 $998244353$ 取模后输出。
期望值 $\bmod\ 998244353$ 的定义:本题中要求的期望值一定是有理数。并且,在本题的约束下,设期望值为既约分数 $\frac{y}{x}$,保证 $x$ 不会被 $998244353$ 整除。
此时,存在唯一的整数 $z$,满足 $0 \leq z \leq 998244352$ 且 $xz \equiv y \pmod{998244353}$。请输出这个 $z$。
输入格式
输入通过标准输入按以下格式给出。
> $N$
输出格式
请输出两个整数。
第一个为先手支付的罚金期望值,第二个为后手支付的罚金期望值,均以 $\bmod\ 998244353$ 形式输出。
说明/提示
## 限制
- $N$ 是满足 $1 \leq N \leq 10^6$ 的整数。
## 样例解释 1
本样例中 $N=1$。先手转动轮盘必定转出 $1$,游戏立即结束。因此,先手和后手支付的罚金期望值均为 $0$。
## 样例解释 2
本样例中 $N=2$。游戏的一种可能流程如下:
- 先手转动轮盘,转出 $2$,什么都不会发生。
- 后手转动轮盘,转出 $2$,后手支付 $1$ 日元罚金。
- 先手转动轮盘,转出 $2$,先手支付 $1$ 日元罚金。
- 后手转动轮盘,转出 $1$,什么都不会发生。
- 此时 $1,2$ 都至少出现过一次,游戏立即结束。
- 在这种情况下,先手支付 $1$ 日元罚金,后手支付 $1$ 日元罚金。
可以证明,先手支付的罚金期望值为 $\frac{1}{3}$ 日元,后手支付的罚金期望值为 $\frac{2}{3}$ 日元。
由 ChatGPT 4.1 翻译