题目背景
越过领域和现实的终极存在 —— 超越。
「超越之光」美娜,是亚特兰蒂斯最强的魔法师,亦是无人能及的贤者。即便如此,她也一刻都没有停下对数学的探索。
「最高次系数为 1 的整系数多项式方程的解不一定是整数,」美娜自言自语道,「但是其所有根组成的对称多项式的值必然是整数。」
「这很容易证明,却也很有趣呢。」想到这里,美娜突然有了开发新魔法的思路。
题目描述
美娜的魔法需要 m+1 个阶段来构建。第 i (1≤i≤m) 个阶段每次尝试的成功概率为 ai/bi,如果失败只需要重试当前阶段即可,如果成功就能进入下一个阶段。
最后的第 m+1 个阶段需要选一个魔力基数 c。不过这个魔法现在并不稳定,设 r 是一个不大于 2n 的范围内均匀随机生成的正整数,则
c=cosnrπ
最后,若美娜在前 m 个阶段中总共尝试了 k 次(每次无论失败或成功,都算多一次尝试),她的魔法会产生 ck 的能量。
美娜想知道这个魔法所产生能量的期望值是多少,当然她很容易就算出了答案,你能帮她验算一下吗?
你只用输出答案对 998244353 取模的结果即可。显然,答案一定是有理数,所以你可以简单地计算其对 998244353 取模的值。
输入格式
第一行两个正整数 n,m。
接下来 m 行,每行两个正整数 ai,bi,意义如题目描述。
输出格式
输出一行一个整数,表示答案。
提示
【样例 1 解释】
此时 m=3,前 m 个阶段中,第一阶段的成功概率为 1/2,之后两个阶段的成功概率都为 2/3。由此可以算出,恰好尝试 k (k≥m) 次完成前 m 个阶段的概率为(我有一个巧妙的方法给出证明,可惜这里空间太小,写不下):
pk=24−k−4(k+1)31−k
例如 p3=2/9,这是每个阶段都一次成功的概率 1/2×2/3×2/3。
又如 p4=7/27,这要求在某一阶段尝试恰好两次,其它阶段都一次成功,即:
p4=(21)232⋅32+21(92)32+21⋅32(92)样例中 n=2,可知 c=1 的概率为 1/4,c=−1 的概率为 1/4,还有 1/2 的概率 c=0。故答案为
41k≥3∑pk(1+(−1)k)=4811对 998244353 取模后为 103983787。
【样例 2 解释】
取模前的答案为 19102891524284321。
【数据范围】
本题使用捆绑测试。
Subtask 1(7 pts):n≤6,m=1;
Subtask 2(9 pts):n≤6,m≤10;
Subtask 3(13 pts):n≤500,m≤500;
Subtask 4(13 pts):n=219;
Subtask 5(15 pts):n≤105,m≤500;
Subtask 6(15 pts):不同的 ai/bi 最多有两组;
Subtask 7(28 pts):无特殊限制。
对于全部数据,1≤n≤108,1≤m≤60000,1≤ai<bi≤108。且保证
Un(bi−aibi)≡0(mod998244353)其中 Un(x) 表示 n 次的第二类 Chebyshev 多项式。
【提示】
你在找什么呢?或许可以再看看题目背景,会有帮助的。