AT_arc185_d [ARC185D] Random Walk on Tree
题目描述
有一棵包含 $N \times M + 1$ 个顶点的树,顶点编号为 $0, 1, \dots, N \times M$。第 $i$ 条边($1 \leq i \leq N \times M$)连接顶点 $i$ 和顶点 $\max(i - N, 0)$。
此外,顶点 $0$ 已经被染色,其他顶点尚未染色。
高桥君现在位于顶点 $0$。只要存在未被染色的顶点,他就会重复进行如下操作:
- 从当前所在顶点的相邻顶点中,等概率随机选择一个顶点并移动到该顶点。(每次选择都是独立的。)如果当前所在顶点尚未被染色,则将其染色。
请你求出进行操作的次数的期望值,并对 $998244353$ 取模后输出。
期望值 $\bmod\ 998244353$ 的定义:可以证明,所求的期望值一定是有理数。在本题的约束下,将其表示为最简分数 $\frac{P}{Q}$ 时,$Q \not\equiv 0 \pmod{998244353}$ 也成立。此时,存在唯一的整数 $R$ 满足 $R \times Q \equiv P \pmod{998244353},\ 0 \leq R < 998244353$。请输出这个 $R$。
输入格式
输入由一行组成,格式如下:
> $N$ $M$
输出格式
请输出进行操作次数的期望值对 $998244353$ 取模后的结果。
说明/提示
### 数据范围
- $1 \leq N \leq 2 \times 10^5$
- $1 \leq M \leq 2 \times 10^5$
- $N, M$ 均为整数
### 样例解释 1
高桥君可能按如下方式行动:
- 移动到顶点 $1$ 并将其染色。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
- 移动到顶点 $0$。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
- 移动到顶点 $1$。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
- 移动到顶点 $3$ 并将其染色。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
- 移动到顶点 $1$。该操作被选择的概率为 $1$。
- 移动到顶点 $0$。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
- 移动到顶点 $2$ 并将其染色。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
- 移动到顶点 $4$ 并将其染色。该操作被选择的概率为 $\frac{1}{2}$。
高桥君以这种方式行动的概率为 $\frac{1}{128}$,此时操作次数为 $8$。操作次数的期望值为 $20$。
由 ChatGPT 4.1 翻译