概率学习(Genshin中)

发布时间 2023-10-01 15:35:31作者: British_Union

几何分布

\[P(x=k)=(1-a)^{k-1}a,k>0 \]

容易发现,\(E(x)=\dfrac{1}{a}\)

Min-Max 容斥

对于集合 \(S\),有:

\[\max(S)=\sum_{T\subseteq S,T\neq \emptyset}\min(T)(-1)^{|T|+1} \]

依据期望的线性性,有:

\[E(\max(S))=\sum_{T\subseteq S,T\neq \emptyset}E(\min(T))(-1)^{|T|+1} \]

典 P3175 [HAOI2015] 按位或

刚开始你有一个数字 \(0\),每一秒钟你会随机选择一个 \([0,2^n-1]\) 的数字,与你手上的数字进行或(C++,C 的 |,pascal 的 or)操作。选择数字 \(i\) 的概率是 \(p_i\)。保证 \(0\leq p_i \leq 1\)\(\sum p_i=1\) 。问期望多少秒后,你手上的数字变成 \(2^n-1\)

定义 \(\min\) 为最先变为 \(1\) 的位变得时间,而 \(\max\) 则是最后。

考虑 \(\min-\max\) 容斥。把每个位看成一个变量,然后发现就是 \(\max(S)\),每一位的最大值都是 \(1\)

考虑 \(P(\min(T)=k)\),发现就是至少一个 \(1\),前 \(k-1\) 步没有选里面的任何一个位。而第 \(k\) 步则需要。

\[P(\min T=k)=(1-P(S\otimes T))P(S\otimes T)^{k-1} \]

这是几何分布,是 \(1-P(S\otimes T)\) 的几何分布。

\[E(\min T)=\frac{1}{1-P(S\otimes T)} \]

发现 \(O(3^n)\) 过不去。但是可以高维前缀和求 \(P(T)\)

这里 \(P(T)\) 是一次操作能覆盖 \(T\) 的概率。