CodeForces 696C PLEASE
快速幂,费马小定理,逆元。
设$dp[n]$表示$n$次操作之后的概率,那么$dp[n] = \frac{{(1 - dp[n - 1])}}{2}$。$1-dp[n - 1]$表示上一次没有在中间的概率,除以$2$表示$n$次操作之后的情况数是$n-1$次操作之后的两倍,所以要除以$2$,这个画画图就可以知道了。
也就是说,现在我们知道了$ - 2×dp[n] = dp[n - 1] - 1$
我们假设$ - 2*(dp[n] + X) = dp[n - 1] + X$,利用待定系数法,可以求得$X = - \frac{1}{3}$。
那么,$\frac{{dp[n] - \frac{1}{3}}}{{dp[n - 1] - \frac{1}{3}}} = - \frac{1}{2}$。 因此,$dp[n] - \frac{1}{3}$是首项为$ - \frac{1}{3}$,公比为$ - \frac{1}{2}$的等比数列。
可以计算得到:$dp[n] = \frac{{{{( - 1)}^n} + {2^{n - 1}}}}{{3×{2^{n - 1}}}}$。
通过观察可以发现,${{{( - 1)}^n} + {2^{n - 1}}}$与${{2^{n - 1}}}$之间必然是互质的,那么分子与分母之间的公约数要么是$3$,要么没有公约数。
所以,如果分子能被$3$整除,那么分子分母同除以$3$,即分子和分母再$×3$的逆元。
求解${{2^{n - 1}}}$可以通过费马小定理:${a^x}\% p = {a^{x\% \phi (p) + \phi (p)}}\% p$。
#pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")
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using namespace std;
typedef long long LL;
const double pi=acos(-1.0),eps=1e-;
void File()
{
freopen("D:\\in.txt","r",stdin);
freopen("D:\\out.txt","w",stdout);
}
template <class T>
inline void read(T &x)
{
char c = getchar(); x = ;while(!isdigit(c)) c = getchar();
while(isdigit(c)) { x = x * + c - ''; c = getchar(); }
} const int maxn=;
int k;
LL mod=1e9+,pmod=1e9+;
LL n,a[maxn]; LL extend_gcd(LL a,LL b,LL &x,LL &y)
{
if(a==&&b==) return -;
if(b==){x=;y=;return a;}
LL d=extend_gcd(b,a%b,y,x);
y-=a/b*x;
return d;
} LL mod_reverse(LL a,LL n)
{
LL x,y;
LL d=extend_gcd(a,n,x,y);
if(d==) return (x%n+n)%n;
else return -;
} LL POW(LL a,LL b,LL m)
{
LL d,t;
d=; t=a;
while (b>)
{
if (b%==) d=(d*t)%m;
b/=; t=(t*t)%m;
}
return d;
} int main()
{
scanf("%d",&k);
for(int i=;i<=k;i++) scanf("%lld",&a[i]);
LL f=,z=;
for(int i=;i<=k;i++)
{
f=f*(a[i]%)%, z=z*(a[i]%pmod)%pmod;
}
z=(z-+pmod)%pmod+pmod; if(f%==) f=; else f=-;
LL fz=POW(,z,mod); fz=(fz+f+mod)%mod;
LL fm=POW(,z,mod); z=; for(int i=;i<=k;i++) z=z*(a[i]%)%;
z=(z-+)%+;
LL t=POW(,z,); t=(t+f+)%;
if(t==) fz=fz*mod_reverse(,mod)%mod;
else fm=*fm%mod; printf("%lld/%lld\n",fz,fm);
return ;
}
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