#P12857. [NERC 2020 Online] Hit the Hay

    ID: 12678 远端评测题 5000ms 512MiB 尝试: 0 已通过: 0 难度: 9 上传者: 标签>2020Special Judge概率论ICPCNERC/NEERC

[NERC 2020 Online] Hit the Hay

Description

有人认为哄婴儿入睡是一门艺术,但这个问题将证明它其实只是数学。

考虑一个夜晚,父母正试图哄婴儿入睡。闹钟会在夜晚结束时响起,父母不能更改闹钟时间,因此夜晚的时长固定为从现在开始的 kk 小时。

婴儿可能处于以下三种状态之一:

  • 状态 0 表示婴儿醒着;
  • 状态 1 表示婴儿处于浅睡眠;
  • 状态 2 表示婴儿处于深睡眠。

婴儿初始状态为 0,状态变化是连续而非离散的。给定三个概率值 p0p_0p1p_1p2p_2。当婴儿处于状态 ii 时,接下来的 xx 小时内不发生状态变化的概率为 pixp_i^xxx 为正实数)。换句话说,下一次状态变化的时间服从指数分布,其累积分布函数为 1pix1 - p_i^x

当状态变化发生时:

  • 如果婴儿当前处于状态 0,则必定转移到状态 1;
  • 如果处于状态 2,也必定转移到状态 1;
  • 如果处于状态 1,则以概率 q0q_0 转移到状态 0,以概率 1q01 - q_0 转移到状态 2。

父母可以自行决定何时入睡,但只有婴儿处于状态 1 或 2 时才能入睡(状态 0 时婴儿会哭闹吵醒父母)。即使婴儿处于可入睡状态,父母也可以选择保持清醒。若保持清醒,父母可以:

  1. 观察婴儿当前状态;
  2. 阻止婴儿醒来:如果婴儿根据规则本应从状态 1 转移到状态 0,而父母未入睡,则婴儿会被安抚并保持在状态 1。

父母可以根据婴儿当前状态或时间等因素自由决定何时入睡。一旦入睡,将持续睡眠直到:

  • 婴儿醒来(进入状态 0),或
  • 闹钟在 kk 小时结束时响起。

若被婴儿吵醒,父母可以再次选择入睡时机。

问题:在最优策略下,父母能获得的最大期望睡眠时长是多少?

Input Format

第一行输入整数 tt1t10001 \le t \le 1000)——测试用例数量。
接下来 tt 行,每行包含 5 个精确到小数点后一位的浮点数,依次为:kkp0p_0p1p_1p2p_2q0q_00.1k100.1 \le k \le 100.1p0,p1,p2,q00.90.1 \le p_0, p_1, p_2, q_0 \le 0.9)。

Output Format

输出 tt 行,每行一个浮点数表示对应测试用例的最大期望睡眠时长。答案与标准解的绝对误差不超过 10910^{-9} 即视为正确。

2
10.0 0.5 0.5 0.5 0.5
8.0 0.1 0.9 0.9 0.1
6.5990202123649855
7.540407031059442

Hint

翻译由 DeepSeek V3 完成