luogu#P11438. [Code+#6] 与我无关

[Code+#6] 与我无关

题目背景

搬运自 Code+ 第 6 次网络赛


这天,白大哥找到了小莉。

“cp 拿不出题了,题目全被 zgg 抢走了,这次就由你来出题吧。”

于是小莉在概统课上糊出了这道题。

题目描述

设有两个离散型随机变量 X,YX,Y,已知其联合分布列。

X,YX,Y 的线性组合构造出 nn 个新的随机变量:令 Zi=aiX+biYZ_i=a_iX+b_iY,其中 i=1,2,,ni=1,2,\dots,nai,bia_i,b_i 为已知实系数,且不存在两对相同的 ai,bia_i,b_i

现在,从 Z1,Z2,,ZnZ_1,Z_2,\dots,Z_n 中随机取出 Zi,Zj,ZkZ_i,Z_j,Z_k,其中 i,j,ki,j,k 两两不同(即从 (n3)\binom n3 种组合中,随机等概率地选选出一种组合),考虑如下三个命题:

  • p1:ZiZjp_1:Z_i-Z_jZjZkZ_j-Z_k 不相关;
  • p2:ZjZkp_2:Z_j-Z_kZkZiZ_k-Z_i 不相关;
  • p3:ZkZip_3:Z_k-Z_iZiZjZ_i-Z_j 不相关;

请求出 p1,p2,p3p_1,p_2,p_3 至少有一个为真的概率。

输入格式

第一行两个正整数 wx,wyw_x,w_y,是用来描述 X,YX,Y 联合分布列的参数,表示若 xwx+2333x\ge w_x+2333ywy+2333y\ge w_y+2333,则 P(X=x,Y=y)=0P(X=x,Y=y)=0

接下来 wxw_x 行中,第 ii 行有 wyw_y 个实数,第 jj 个数表示 P(X=i+2332,Y=j+2332)P(X=i+2332,Y=j+2332),即 XX 取值为 i+2332i+2332YY 取值为 j+2332j+2332 的概率,记为 pi,jp_{i,j}

接下来一行一个正整数 nn,表示由 X,YX,Y 构造的随机变量的个数。

接下来 nn 行中,第 ii 行为两个实数 ai,bia_i,b_i,表示 Zi=aiX+biYZ_i=a_i X+b_iY

输出格式

输出一行一个 [0,1][0,1] 间的实数,表示题目所求的概率。

设我们的答案为 ansans,你的输出为 outout,那么当且仅当 ansout<106|ans-out|<10^{-6} 时,你的答案才能被认为是正确的。因此在输出时,请保留足够多的小数位数(但不要超过输出长度限制)。

2 2
0.25 0.25
0.25 0.25
4
-1 0
0 0
1 0
0 1
0.75000

提示

样例解释

【样例 1】

(Z1,Z2,Z3)(Z_1,Z_2,Z_3) 不合法外,其余组合都合法,故概率为 34\frac 34

【样例 2】

见题目目录下的 2.in2.ans

数据范围

  • Subtask1(2020 分):n100n\le 100
  • Subtask2(3030 分):n300n\le 300
  • Subtask3(5050 分):n1500n\le 1500

对于所有的输入数据,有 2wx,wy1002\le w_x,w_y\le 1003n15003\le n\le 15000<pi,j<10 < p_{i,j} <1,且 i2333j2333pi,j=1\sum_{i\ge 2333} \sum_{j\ge 2333}p_{i,j}=1ai,bi<109|a_i|,|b_i|<10^9

提示

即使 X,YX,Y 不相关,X,YX,Y 也不一定独立。

可能用到的相关知识

本题中涉及到的随机变量都是离散型随机变量,并且取值为不小于 23332333 的整数。

两个随机变量 X,YX,Y 不相关当且仅当 E(XY)=E(X)E(Y)E(XY)=E(X)E(Y),其中 E(X)E(X) 表示随机变量 XX 的期望。

P(X=x)P(X=x) 表示 XX 的取值为 xx 的概率。关于 XX 的函数 f(X)f(X) 也是一个随机变量,其期望为:

E[f(X)]=x=2333f(x)P(X=x)E[f(X)]=\sum_{x=2333}^{\infty} f(x)P(X=x)

显然,令 f(X)=Xf(X)=X,就可以得到 XX 的期望为:

E(X)=x=2333xP(X=x)E(X)=\sum_{x=2333}^{\infty} xP(X=x)

对于关于 X,YX,Y 的二元函数 Z=g(X,Y)Z=g(X,Y) 也是一个随机变量,设 YY 的取值集合为 DYD_Y,则 ZZ 的期望为:

$$E[g(X,Y)]=\sum_{x=2333}^{\infty}\sum_{y=2333}^{\infty}g(x,y)P(X=x,Y=y) $$

其中,P(X=x,Y=y)P(X=x,Y=y) 表示 XX 取值为 xx 且同时 YY 取值为 yy 的概率。

对于题目中涉及的 E(XY)E(XY),令 g(X,Y)=XYg(X,Y)=XY 即可算出。