拆贡献与期望本质:CF1392H

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题目问牌数,但其实题面有另一个很明显的东西叫轮数

而如果我们每一轮单独考虑,其对应的期望牌数是确定的。

我们肯定会大胆考虑直接用期望牌数乘期望轮数,但为什么对?

每轮牌数乘上前 i1i-1 轮未结束的的概率,后面的概率是第 ii 轮恰好结束的前缀和,而我们再求个和就是期望轮数。

考虑每一轮的期望牌数。首先肯定会抽到一种鬼牌,所以必然+1。然后考虑经典操作拆贡献,每张牌要被拿必须满足之前没鬼牌,也就是 1m+1\frac 1{m+1} ,同时也是其期望。 nn 张根据期望可加性为 nm+1\frac n {m+1} 张,所以一轮是 nm+1+1\frac n{m+1}+1 的期望牌数。

考虑期望轮数。我们算一下剩 ii 张牌被选的期望失败轮数 f(i)f(i) 再加上最后一轮。

既然失败,说明前面都是先选鬼牌。它在一轮内被选的概率为 im+i\frac i {m+i} ,则期望就是 m+ii\frac {m+i}i 。但我们计算的是失败轮数,所以要减1,也就是 f(i)=mif(i)=\frac m i

我们对 ff 进行求和是 mHnmH_n ,其中 HH 为调和级数。