AT_nupc2024_i Eat and Build
题目描述
河狸梅代君打算用木头建造 $K$ 栋房子。梅代君有以下两种行动选择:
- 行动 $1$:用 $1$ 根木头建造 $1$ 栋房子。梅代君的体力减少 $1$。
- 行动 $2$:吃掉 $1$ 根木头。梅代君的体力增加 $1$。
一开始,梅代君的体力为 $H$。当梅代君的体力为 $h$ 时,他以 $\frac{h}{H}$ 的概率选择行动 $1$,以 $\frac{H-h}{H}$ 的概率选择行动 $2$。当他建造了 $K$ 栋房子时,就会停止行动。此外,假设木头数量无限,并且在建造足够的房子之前不会停止行动。
请计算在建造 $K$ 栋房子前,梅代君通过行动 $1$ 和行动 $2$ 总共消耗的木头数的期望值,并将其作为有理数以 $\bmod~998244353$ 的形式输出。
此外,本题保证期望值一定为有理数。在本题的约束下,设期望值可表示为互质的整数 $P, Q$,即 $P / Q$,则一定存在唯一的整数 $R$ 使得 $R \times Q \equiv P \pmod{998244353}$ 且 $0 \leq R < 998244353$。请输出这个 $R$。
输入格式
输入从标准输入按下述格式给出:
> $H$ $K$
输出格式
输出结果。
说明/提示
### 样例解释 1
一开始,梅代君的体力为 $2$。此时,他以概率 $\frac{2}{2}=1$ 选择建造房子。随后体力变为 $1$。接下来他有两种情况:
1. 以 $\frac{1}{2}$ 的概率选择行动 $1$,即建造第二栋房子,此时体力变为 $0$。
2. 以 $\frac{2-1}{2}=\frac{1}{2}$ 的概率选择行动 $2$,即吃掉木头,体力回到 $2$。
对于第 $1$ 种情况,总共建造了 $2$ 栋房子,因此结束。对于第 $2$ 种情况,接下来再次以概率 $1$ 选择建造房子,结束。
因此,当建造 $2$ 栋房子时,有 $\frac{2}{2} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$ 的概率消耗 $2$ 根木头,有 $\frac{2}{2} \times \frac{1}{2} \times \frac{2}{2} = \frac{1}{2}$ 的概率消耗 $3$ 根木头。因此,在建造 $2$ 栋房子前消耗木头数的期望值为 $2 \times \frac{1}{2} + 3 \times \frac{1}{2} = \frac{5}{2}$,由于 $499122179 \times 2 \equiv 5 \pmod{998244353}$,所以答案为 $499122179$。
### 数据范围
- $1 \leq H \leq 3 \times 10^3$
- $1 \leq K \leq 3 \times 10^3$
- 输入的数均为整数。
由 ChatGPT 5 翻译