ARC223-D Xpectation of Cards in Hand with Laboratory
問題概要 問題へのリンク 種類AのカードがA枚,種類BのカードがB枚ある.一列にランダムに並べる. 正整数 $K$ が与えられる. 左から順にカードを見る. それまでに見た種類Aのカードの枚数を $a$,種類Bのカードの枚数を $b$ とする. $b = a + K$ であれば,スコア $b$ を得て終了する.そうでなければ次のカードに進む. 最後のカードまで見た場合には,スコア $B$ を得て終了する. スコアの期待値を求めよ. 制約 $A \geq 1, B \geq 1$ $1 \leq K \leq A + B \leq 10^7$ 解 次のように言い換えられる: 下図のグリッドで,左下隅から右上隅に (上か右に) 進むパスをランダムに選ぶ. 赤い丸のいずれか最初に到達した点の b 座標をスコアとする. 赤丸 $(a, b)$ に最初に到達するパスを数えられれば良い.$b = a + K$ に乗っている赤丸で考える.(右上隅の赤丸も同様.) $(0, 0)$ から $(a, b)$ へのパスの数から,これらのパスで $(a, b)$ より早く直線を触わるものの数を引けば良いが, これだと考えにくい. $(0, 0)$ から $(a, b)$ へのパスでそれまでに直線を触らないものは,緑の二重丸 $(a, b - 1)$ を通る.したがって, $(0, 0)$ から $(a, b - 1)$ へのパスで,それまでに直線を触らないものを数えても同じ. パスは $\binom{a + b - 1}{a}$ だけあるので,これらのうち,それまでに直線を触ってしまうものを数えて引けば良い....