#abc270h. [abc270_h]add 1
[abc270_h]add 1
問題文
かつ であるような、 個の非負整数の組 が与えられます。
高橋君は 個のカウンターを持っており、最初、全てのカウンターの値は です。
高橋君は、全ての について 番目のカウンターの値が 以上となるまで次の操作を繰り返します。
個のカウンターの中から つを等確率に選び、その値を にする。(選択は毎回独立に行う。)
選んだカウンター 以外 のカウンターの値を 増加させる。
高橋君の操作回数の期待値を で出力してください(注記参照)。
注記
求める期待値は必ず有限値かつ有理数となることが証明できます。また、この問題の制約下では、その値を互いに素な つの整数 , を用いて と表したとき、 かつ を満たす整数 がただ一つ存在することが証明できます。この を求めてください。
制約
- 入力は全て整数
入力
入力は以下の形式で標準入力から与えられる。
出力
高橋君の操作回数の期待値を で出力せよ。
入力例 1
2
0 2
出力例 1
6
番目のカウンターの値を で表します。
高橋君の操作が終了するまでの一連の流れの例は次の通りです。
- 番目のカウンターの値を にした後、それ以外のカウンターの値を 増加させる。 となる。
- 番目のカウンターの値を にした後、それ以外のカウンターの値を 増加させる。 となる。
- 番目のカウンターの値を にした後、それ以外のカウンターの値を 増加させる。 となる。
- 番目のカウンターの値を にした後、それ以外のカウンターの値を 増加させる。 となる。
この場合の操作回数は となります。
回で操作が終了する確率はそれぞれ $0,\\frac{1}{4}, \\frac{1}{8}, \\frac{1}{8}, \\frac{3}{32},\\ldots$ であり、 期待値は $2\\times\\frac{1}{4}+3\\times\\frac{1}{8}+4\\times\\frac{1}{8}+5\\times\\frac{3}{32}+\\dots=6$ となります。 よって、 を出力します。
入力例 2
5
0 1 3 10 1000000000000000000
出力例 2
874839568