bzoj5146 有趣的概率 微積分

2022-05-20 09:35:45 字數 1317 閱讀 9767

題目描述

"可愛的妹子就像有理數一樣多,但是我們知道的,你在數軸上隨便取乙個點取到有理數的概率總是0,"芽衣在床上自顧自的說著這句充滿哲理的話,"誒,柚子,我寫完概率論的作業你就和我出去約會怎麼樣""好呀,但是你要做完才可以哦"柚子回答道,芽衣立刻從床上翻下來衝到了座位上,誒,就一道題啊,真好,題目是這樣的:在乙個圓上任取n個點,求由這n個點依次圍成的凸n邊形至少有乙個銳角的概率是多少,芽衣急於和柚子去約會,當然沒有心情想這一道題,於是她就來求助聰明的你啦。

輸入乙個n,4<=n<=10000000000

輸出至少有乙個銳角的概率,為了避免精度問題,對1e9+7取模

樣例輸入

136865353

樣例輸出

423626558

題解微積分

顯然對於一張圖,如果有銳角,則一定存在逆時針方向連續的兩個角分別為鈍角和銳角,且這樣的連續兩個角僅存在一組。

那麼我們對這樣的部分單獨分析:

我們令點 $p$ 為該鈍角,點 $q$ 為該銳角。

那麼在其餘的點中,點 $p$ 逆時針前乙個點一定在 $\widehat$ 上,點 $q$ 逆時針後乙個點一定在 $\widehat$ 上。

因此其餘的點一定滿足條件:全部在 $\widehat$ 上,且至少有乙個在 $\widehat$ 上。

那麼滿足條件的概率就是:全部在 $\widehat$ 上的概率減去全部在 $\widehat$ 上的概率。

設 $\angle poq=x\times $ ,那麼對於剩下 $n-2$ 個有標號點,都在 $\widehat$ 上的概率為 $(\frac 12)^$ ,都在 $\widehat$ 上的概率為 $x^$ 。

因此對於固定的 $\angle poq= x\times $ ,其餘 $n-2$ 個點的選擇滿足條件的概率為 $(\frac 12)^-x^$ 。

所以對於無標號的 $p$ 和 $q$ ,有標號的剩餘點選擇滿足條件的概率就是 $\int_0^((\frac 12)^-x^)dx=\frac(\frac 12)^$ 。

由於我們考慮的情況沒有討論到 $p$ 和 $q$ 的標號,因此還要乘上 $p$ 和 $q$ 的標號方案數 $n(n-1)$ 。

最終答案為 $n(n-2)(\frac 12)^$ 。

時間複雜度 $o(\log n)$ 。

#include #define mod 1000000007

int main()

printf("%lld\n" , ans);

return 0;

}

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