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,Y,已知其联合分布列。
由 X,Y 的线性组合构造出 n 个新的随机变量:令 Zi=aiX+biY,其中 i=1,2,…,n,ai,bi 为已知实系数,且不存在两对相同的 ai,bi。
现在,从 Z1,Z2,…,Zn 中随机取出 Zi,Zj,Zk,其中 i,j,k 两两不同(即从 (3n) 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:Zi−Zj 与 Zj−Zk 不相关;
- p2:Zj−Zk 与 Zk−Zi 不相关;
- p3:Zk−Zi 与 Zi−Zj 不相关;
请求出 p1,p2,p3 至少有一个为真的概率。
输入格式
第一行两个正整数 wx,wy,是用来描述 X,Y 联合分布列的参数,表示若 x≥wx+2333 或 y≥wy+2333,则 P(X=x,Y=y)=0。
接下来 wx 行中,第 i 行有 wy 个实数,第 j 个数表示 P(X=i+2332,Y=j+2332),即 X 取值为 i+2332 且 Y 取值为 j+2332 的概率,记为 pi,j。
接下来一行一个正整数 n,表示由 X,Y 构造的随机变量的个数。
接下来 n 行中,第 i 行为两个实数 ai,bi,表示 Zi=aiX+biY。
输出格式
输出一行一个 [0,1] 间的实数,表示题目所求的概率。
设我们的答案为 ans,你的输出为 out,那么当且仅当 ∣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】
除 (Z1,Z2,Z3) 不合法外,其余组合都合法,故概率为 43。
【样例 2】
见题目目录下的 2.in
与 2.ans
。
数据范围
- Subtask1(20 分):n≤100。
- Subtask2(30 分):n≤300。
- Subtask3(50 分):n≤1500。
对于所有的输入数据,有 2≤wx,wy≤100,3≤n≤1500,0<pi,j<1,且 ∑i≥2333∑j≥2333pi,j=1,∣ai∣,∣bi∣<109。
提示
即使 X,Y 不相关,X,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 2333 的整数。
两个随机变量 X,Y 不相关当且仅当 E(XY)=E(X)E(Y),其中 E(X) 表示随机变量 X 的期望。
设 P(X=x) 表示 X 的取值为 x 的概率。关于 X 的函数 f(X) 也是一个随机变量,其期望为:
E[f(X)]=x=2333∑∞f(x)P(X=x)
显然,令 f(X)=X,就可以得到 X 的期望为:
E(X)=x=2333∑∞xP(X=x)
对于关于 X,Y 的二元函数 Z=g(X,Y) 也是一个随机变量,设 Y 的取值集合为 DY,则 Z 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) 表示 X 取值为 x 且同时 Y 取值为 y 的概率。
对于题目中涉及的 E(XY),令 g(X,Y)=XY 即可算出。