luogu#P6601. 「EZEC-2」机器

    ID: 10612 远端评测题 1000ms 128MiB 尝试: 0 已通过: 0 难度: 4 上传者: 标签>递推二项式定理概率论统计矩阵乘法逆元

「EZEC-2」机器

题目背景

tlx 喜欢科幻小说。

小宇宙中只剩下漂流瓶和生态球。漂流瓶隐没于黑暗里,在一千米见方的宇宙中,只有生态球里的小太阳发出一点光芒。在这个小小的生命世界中,几只清澈的水球在零重力环境中静静地飘浮着,有一条小鱼从一只水球中蹦出,跃入另一只水球,轻盈地穿游于绿藻之间。在一小块陆地上的草丛中,有一滴露珠从一片草叶上脱离,旋转着飘起,向太空中折射出一缕晶莹的阳光。
$\qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad --$《三体》

在另一个宇宙,将是另一番奇景吧。

在那里,重力似乎变得微不足道了,引力机器成了司空见惯的东西。

引力机器装置内并没有重力,即若有物体在机器上运动,运动过程中只受机器给予的引力,这个力有一定几率使物体向施力物体快速移动,达到一定动力时就可以实现瞬移。

题目描述

一个引力机器由一个光滑圆轨道和 2n2n 个小孔组成(小孔按逆时针112n2n 编号,每两个相邻的小孔所夹的劣弧度数为 πn\dfrac{\pi}{n} ),每个小孔与和其夹角为 π\pi 的另一个小孔有通道相连,比如当 n=2n=2 时,11 号孔和 33 号孔相连。

n=2n=2 时,这个装置的构造大概是这样的:

现在我们在 11 号孔处放一个小球,使它一直沿逆时针方向做匀速圆周运动,在不瞬移的情况下,每一秒恰好能从一个小孔运动至下一个小孔。

由于未来实验室构造奇特(内部的引力提供装置太神了!),每经过一个小孔时,有 pp 的概率立刻瞬移(即不花费时间)到通道对面的小孔并继续沿逆时针方向做匀速圆周运动,也就是有 1p1-p 的概率继续沿圆周向下一个小孔运动。

值得注意的是,每一单位时刻,小球只能瞬移一次

简单地说,若某一时刻小球在小孔 ii,则下一时刻它可能运动到小孔 imod2n+1i \bmod 2n + 1(i+n)mod2n+1(i + n) \bmod 2n + 1,概率分别为 1p1-ppp

现在 tlx 有两个一模一样的引力机器,两个小球同时从 11 号孔开始运动。他会随机(所有可能选择的概率相同)选择一个二元组 $(i,j)( 1\leqslant i\leqslant 2n,0\leqslant j\leqslant t,i,j\in \mathbb Z$ ) 分别代表小孔编号和时间,你需要求出时间为 jj 时两个引力机器的小孔 ii 同时有小球停留(运动经过小孔但瞬移到对面了不算停留) 的概率。

注意:小球刚开始运动时也可能瞬移到对面的小孔。

为方便计算,我们规定:所有概率都是在模 109+710^9+7 意义下的。

输入格式

输入数据共一行,三个整数 n,p,tn,p,t,分别代表引力装置的小孔数的一半,瞬移的概率对 109+710^9+7 取模的结果,选择的时间的范围的上界。

输出格式

共一行,一个整数,代表两个小球同时经过所选位置的概率对 109+710^9+7 取模的结果。

2 500000004 1
125000001
6 114514 11
756497239

提示

【数据范围与约定】

本题采用捆绑测试。

具体计分方式如下:

  • Subtask 11 (77 points):满足 p{0,1}p\in \{0,1\}
  • Subtask 22 (1313 points):满足 t20,n50t\leqslant 20,n\leqslant50
  • Subtask 33 (2020 points):满足 t103,n50t\leqslant 10^3,n\leqslant50
  • Subtask 44 (1010 points):满足 t103t\leqslant 10^3
  • Subtask 55 (1010 points):满足 t106t\leqslant 10^6
  • Subtask 66 (1515 points):满足 n50n\leqslant50
  • Subtask 77 (2525 points):无特殊限制。

对于 100%100\% 的数据,满足 2n5002\leqslant n\leqslant 5000p109+60\leqslant p\leqslant 10^9+60t1090\leqslant t \leqslant 10^9

注意:不做说明的数据范围即为极限数据范围。

【样例解释 #1】

500000004500000004 是模 109+710^9+7 意义下的 12\dfrac{1}{2}

下面为了方便,记 P(i,j)P(i,j) 为选择的二元组为 (i,j)(i,j) 时的概率。

所有概率不为 00 的二元组有:
$P(1,0)=\dfrac{1}{4},P(3,0)=\dfrac{1}{4},P(2,1)=\dfrac{1}{4},P(4,1)=\dfrac{1}{4}$。

所有可以选择的二元组有:
(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(3,0),(3,1),(4,0),(4,1)(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(3,0),(3,1),(4,0),(4,1),共 88 种。

所以总的概率:

$$P=\dfrac{1}{8}×\dfrac{1}{4}×4+\dfrac{1}{8}×0×4=\dfrac{1}{8} $$

在模 109+710^9+7 意义下为 125000001125000001,即为输出的答案。


【其他提示】

  1. 如果你不了解分数取模,可以查看这里

  2. 如果你不明白题目中角度的表示方法,可以查看弧度制