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220727 总结

做题记录

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设当前已经有了 $i$ 种图案,共有 $n$ 种图案。

那么,下一次的图案有 $\dfrac{i}{n}$ 的概率是已有的图案, $\dfrac{n-i}{n}$ 的概率是还没有的图案。

由于概率为 $p$ 的事件期望在 $\dfrac{1}{p}$ 次后发生,所以得到新图案的期望为 $\dfrac{n}{n-i}$。

定义 $E(i)$ 表示已有 $i$ 种图案,抽到第 $i+1$ 种图案的期望,

根据期望的线性性质,抽齐所有图案的次数期望为 $\displaystyle\sum_{i=0}^{n-1}E(i)$

展开得 $\displaystyle\sum{i=0}^{n-1}\dfrac{n}{n-i}=n\sum{i=0}^{n-1}\dfrac{1}{n-i}=n\sum_{i=1}^{n}\dfrac{1}{i}$

所以抽齐所有图案的次数期望为 $\displaystyle n\sum_{i=1}^{n}\dfrac{1}{i}$

(输出挺麻烦的还)


*P4450 收集邮票

设当前已经有了 $i$ 种邮票,共 $n$ 种邮票。

下一次的邮票有 $\dfrac{i}{n}$ 的概率是已有的邮票,有 $\dfrac{n-i}{n}$ 的概率是没有的邮票。

设 $f_i$ 表示现在取到了 $i$ 种邮票,要取完剩下种类邮票的期望次数。

显然 $fi=\dfrac{i}{n}\times f_i+\dfrac{n-i}{n}\times f{i+1}+1$

所以为什么要加这个一

移项化简可得, $fi=f{i+1}+\dfrac{n}{n-i}$

设 $g_i$ 表示现在取到了 $i$ 种邮票,要取完剩下种类邮票的期望次数。

$gi=\dfrac{i}{n}\times(g_i+f_i+1)+\dfrac{n-i}{n}\times (g{i+1}+f_{i+1}+1)$

化简得 $gi=\dfrac{i}{n-i}\times f_i+g{i+1}+f_{i+1}+\dfrac{n}{n-i}$

答案即为 $g_0$


P3802 小魔女帕琪

设总共有 $N$ 块晶体,即 $N=\sum^7_{i=1}a_i$。

首先考虑前七个晶体触发大招的概率。

显然为 $\dfrac{a_1}{N}\times \dfrac{a_2}{N-1}\times \dfrac{a_3}{N-2}\times \dfrac{a_4}{N-3}\times \dfrac{a_5}{N-4}\times \dfrac{a_6}{N-5}\times \dfrac{a_7}{N-6}$

由于只考虑前 $7$ 个晶体,所以它们的顺序可以任意变换。

因此前 $7$ 个晶体触发大招的概率为 $7! \times \dfrac{a_1}{N}\times \dfrac{a_2}{N-1}\times \dfrac{a_3}{N-2}\times \dfrac{a_4}{N-3}\times \dfrac{a_5}{N-4}\times \dfrac{a_6}{N-5}\times \dfrac{a_7}{N-6}$

接下来考虑第 $2$ 到 $8$ 个晶体触发大招的概率。

若第一个晶体为 $a_1$ ,则 第 $2$ 到 $8$ 个晶体触发大招的概率为:

$7! \times \dfrac{a_1}{N}\times \dfrac{a_2}{N-1}\times \dfrac{a_3}{N-2}\times \dfrac{a_4}{N-3}\times \dfrac{a_5}{N-4}\times \dfrac{a_6}{N-5}\times \dfrac{a_7}{N-6}\times\dfrac{a_1-1}{N-7}$

若第一个晶体为 $a_2$ ,则 第 $2$ 到 $8$ 个晶体触发大招的概率为:

$7! \times \dfrac{a_2}{N}\times \dfrac{a_1}{N-1}\times \dfrac{a_3}{N-2}\times \dfrac{a_4}{N-3}\times \dfrac{a_5}{N-4}\times \dfrac{a_6}{N-5}\times \dfrac{a_7}{N-6}\times\dfrac{a_2-1}{N-7}$

可以看到,前 $7$ 项没有改变,而首项分别为 $7$ 种晶体的 $7$ 中情况末项和为 $\displaystyle\sum{i=1}^7\dfrac{a_i-1}{N-7}=\dfrac{1}{N-7}((\sum{i=1}^7a_i)-7)=1$

因此最终结果就是 $7!\times (N-6)\times \dfrac{a_1}{N}\times \dfrac{a_2}{N-1}\times \dfrac{a_3}{N-2}\times \dfrac{a_4}{N-3}\times \dfrac{a_5}{N-4}\times \dfrac{a_6}{N-5}\times \dfrac{a_7}{N-6}$


CF280C Game on Tree

一个节点仅能在其祖先节点或自身节点被删除的同时删除。

所以一个节点 $i$ 有 $\text{dep}_i$ 种机会被删除掉。

但是如果先删除了该节点的祖先节点,那么该节点就不会被选中并删除。

那么节点 $i$ 就有 $\dfrac{1}{\text{dep}_i}$ 的概率以 $1$ 的删除次数被删除。

根据 $E(X)=\sumip_ix_i$ 可求,答案为 $\displaystyle\sum{i=1}^n\dfrac{1}{\text{dep}_i}$