题意:给定一个概率p,做一道题有p概率成功,(1-p)概率失败。成功分数+50,最高1000;失败分数-100,最低0分。现有两个账号,每次选择分数低的账号去做题,问其中一个账号达到1000分的期望次数。
题解:
(1)高斯消元法
得分必须是f(0,0)->f(0,50)->f(50,50)->...->f(950,950)->f(950,1000)。所以所求期望次数就是到一个账号到1000的期望次数加上另一个账号达到950分的期望次数。记f(i)表示分数i*50到1000分需要的期望次数。那么答案ans=f(0)*2-f(19)。也就是说两次都到1000分,然后减去一次950到1000分的期望次数。
我们可以列方程,对于i>=2的数来说,我们记xi=f(i),那么可以得到方程组xi=p*(x(i+1)+1)+(1-p)*(x(i-2)+1)。其中(0<=i<20,i为0和1时需要特别处理,x20=0)。这样我们就可以直接套高斯消元法的模板了。
(2)递推式
思路跟上面差不多,我们将f(0)->f(50)记为g[0],f(50)->f(100)记为g[1]。。。,以此类推。那么答案ans=∑g[i]*2+g[19](0<=i<=18),先求出g[0]和g[1](列出式子,化解等比数列)。然后发现g[i]和g[i-1]+g[i-2]有关,具体见代码和代码注释说明。
代码:
高斯消元发求解:
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <ctime> #include <algorithm> #include <cmath> #include <queue> #include <vector> using namespace std; //高斯消元 const int eps=1e-8; const int maxn=22; struct matrix{ double f[maxn][maxn]; }a; void gauss_jordan(int n) { int i,j,k,r; for(i=0;i<n;i++) { r=i; for(j=i+1;j<n;j++) if(fabs(a.f[j][i])>fabs(a.f[r][i]))r=j; if(fabs(a.f[r][i])<eps)continue; if(r!=i)for(j=0;j<=n;j++)swap(a.f[r][j],a.f[i][j]); for(k=0;k<n;k++)if(k!=i) for(j=n;j>=i;j--)a.f[k][j]-=a.f[k][i]/a.f[i][i]*a.f[i][j]; } } int n,d[maxn]; int inf[maxn]; int main() { double p; while(scanf("%lf",&p)!=EOF) { int i,j,k; memset(a.f,0,sizeof(a.f)); for(i=0;i<20;i++) { if(i==0)a.f[0][0]=p; else if(i==1)a.f[1][0]=p-1; else a.f[i][i-2]=p-1; if(i!=19)a.f[i][i+1]=-p; if(i!=0)a.f[i][i]=1; a.f[i][20]=1; } gauss_jordan(20); memset(inf,0,sizeof(inf)); for(i=n-1;i>=0;i--) { if(fabs(a.f[i][i])<eps&&fabs(a.f[i][n])>eps)inf[i]=1; for(j=i+1;j<n;j++) if(fabs(a.f[i][j])>eps&&inf[j])inf[i]=1; } printf("%.6f\n",a.f[0][20]/a.f[0][0]*2-a.f[19][20]/a.f[19][19]); } return 0; }
递推式求解:
//递归公式 #include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <ctime> #include <algorithm> #include <cmath> #include <queue> #include <vector> using namespace std; double f[100],s[100]; int main() { double p=0.814700; while(scanf("%lf",&p)!=EOF) { int i; f[0]=1.0/p; f[1]=1.0/p/p; s[1]=(f[0]+f[1])*2.0; for(i=2;i<20;i++) { f[i]=(f[i-1]+f[i-2]+1-(f[i-1]+f[i-2])*p)/p; s[i]=s[i-1]+f[i]*2; } printf("%.6f\n",s[19]-f[19]); } return 0; } /* 我们可以知道得分过程为f[0][0]->f[0][50]->f[50][50]->...->f[950][1000] 我们发现g[0][0]->g[0][50]和g[0][50]->g[50][50]的期望路长是一样的, 所以我们只用求g[0]->g[50]->g[100]->...->g[1000],记为f[i] ans=∑f[i]*2+f[19](0<=i<=18) 我们先求出f[0]和f[1],之后我们发现x到x+50,有两种情况一种是x+50, 另一种是x-100,x-100到x,期望路长已经求过为f[i-1]+f[i-2],最终得到一个等比数列, 解得f[i]=(f[i-1]+f[i-2]+1-(f[i-1]+f[i-2])*p)/p; */