LOJ2267 SDOI2017 龙与地下城 FFT、概率密度函数、Simpson

传送门


概率论神仙题……

首先一个暴力做法是设(f_{i,j})表示前(i)个骰子摇出点数和为(j)的概率,不难发现DP的过程是一个多项式快速幂,FFT优化可以做到(O(XYlog(XY)))

但是能够跑过(4 imes 10^6)的FFT应该很少见,所以我们对于(Y)比较大的部分需要另外考虑做法。

首先一个前置是概率密度函数:对于一个连续型随机变量(p)(f(x))(p)的概率密度函数当且仅当对于(forall l<r)(int_l^r f(x))等于(p)随机到区间([l,r])内的概率

还有一个前置是正态分布:对于一个连续型随机变量(p),如果它服从正态分布,且已知(p)的期望为(mu),方差为(sigma^2),那么(p)的概率密度函数为(frac{1}{sqrt{2 pi sigma^2}}e^frac{-(x - mu)^2}{2})。下文中我们称变量(p)服从期望为(mu)、方差为(sigma^2)的正态分布为变量(p)服从(N[mu , sigma^2])

那么如果我们知道某一个变量服从正态分布,就可以直接得知它的概率密度函数,然后需要求落在一段区间内的概率就只需要Simpson积分一下就可以了。

但是似乎我们没法判断一个变量是否服从正态分布,所以还有一个最重要的定理:中心极限定理。定理本身比较复杂,我们只需要用到这个定理的一个小的推论,如下:

对于同分布、值独立的若干个变量(x_1,x_2,...,x_n),设其中任一变量取到的值的期望为(mu),方差为(sigma^2),那么当(n)足够大时,设(P = frac{sumlimits_{i=1}^n x_i - nmu}{sqrt{nsigma^2}}),那么变量(P)服从(N[0,1])

也就是说当题目给出的(Y)足够大的时候,我们可以直接套用中心极限定理。当(sumlimits_{i=1}^n x_i in [A,B])(P in [frac{A - nmu}{sqrt{nsigma^2}} , frac{B - nmu}{sqrt{nsigma^2}}]),而一个随机变量的期望和方差已经在题目中给出了,我们可以直接把变量取值范围求出来然后对着概率密度函数Simpson积分就可以了。

所以我才不会说我写这道题纯属为了练Simpson积分

代码

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