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No.1336 Union on Blackboard

レベル : / 実行時間制限 : 1ケース 2.000秒 / メモリ制限 : 512 MB / 標準ジャッジ問題
タグ : / 解いたユーザー数 214
作問者 : 蜜蜂 / テスター : Mitarushi
13 ProblemId : 5647 / 出題時の順位表 / 自分の提出
問題文最終更新日: 2021-03-24 23:49:40

問題文

N個の整数A1,A2, ,ANが黒板に書かれています。

あなたは以下の操作をN1回行い、黒板に書かれた数を1つにします。
・黒板に書かれた数を一様ランダムに2つ選ぶ。この2つの数は異なる場所に書かれている必要がある。そして、選んだ2つの数の和と積を足し合わせた数を黒板に新しく書き込み、選んだ2つの数を黒板から消す。

N1回の操作後、最後に残った1つの数の期待値を求めてください。

この際、期待値が0以上の有理数となることが保証されます。
期待値が0の場合は0と出力してください。
そうでない場合、期待値は1以上の整数P,Qを用いて既約分数PQと表せること、さらにX×QP(mod109+7)かつ0X<109+7となる整数Xが一意に存在することがこの問題の制約より証明できるので、そのようなXを出力して下さい。

T個のテストケースが与えられるので、全てのテストケースについて答えてください。

入力

入力の1行目は以下の通りです。
T
そして、T個のテストケースが続きます。これらはそれぞれ以下の形式で与えられます。
N
A1 A2  AN

1T100
2N100
0Ai200(1iN)
・入力は全て整数

出力

T行出力してください。i行目にはi番目のテストケースの場合の期待値をmod109+7で出力し、改行してください。

サンプル

サンプル1
入力
2
3
1 1 0
2
1 1
出力
3
3

1番目のテストケースについて、最後に残った数はそれぞれ確率13で次のいずれかになります。

・最初にA1,A2を選ぶ場合:1回目の操作後3,0が黒板に残り、2回目の操作後には(3+0)+(3×0)=3が残ります。
・最初にA1,A3を選ぶ場合:1回目の操作後1,1が黒板に残り、2回目の操作後には(1+1)+(1×1)=3が残ります。
・最初にA2,A3を選ぶ場合:1回目の操作後1,1が黒板に残り、2回目の操作後には(1+1)+(1×1)=3が残ります。

よって、1番目のテストケースについて最後に残った1つの数の期待値は3+3+333(mod109+7)です。

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