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No.3168 [Cherry 7th Tune D] Manhole

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 40
作問者 : 👑 Kazun / テスター : 👑 p-adic
0 ProblemId : 4708 / 出題時の順位表 / 自分の提出
問題文最終更新日: 2025-05-20 00:20:52

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問題文

座標空間 ($xyz$ 空間) 上の原点と点 $(A,B,C)$ を通る直線を $\ell$ とし, $\ell$ を中心とする半径 $1$ の無限円柱の表面を $\Gamma$ とする.

そして, $\Gamma$ と $xy$ 平面との共通部分が囲む部分の面積を $S$ とする.

このとき, $\pi$ を円周率として, $\left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2 \pmod{998244353}$ を求めよ.

なお, この問題の制約化では, 以下のことが証明できる.

  • $\Gamma$ と $xy$ 平面との共通部分が囲む部分は存在して, その部分の面積は存在して有限であること.
  • $\left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2$ は有理数であること.

$T$ 個のテストケースについて答えよ.

注記

この問題の制約下では, 以下を満たすような整数の組 $(X,Y)$ が存在することが証明できる.

  • $Y$ は $998244353$ の倍数ではない.
  • $Y \times \left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2 = X$.

この条件を満たすような整数の組 $X,Y$ に対して, $$Y \times Z \equiv X \pmod{998244353}$$ となる $0$ 以上 $998244353$ 未満の整数 $Z$ が唯一存在するので, この整数 $Z$ を用いて, $\left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2 \pmod{998244353}:=Z$ と定義する.

なお, 条件を満たすような整数の組 $(X,Y)$ は数多に考えられるが, $Z$ は $X,Y$ の取り方に依らず, $\left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2$ のみによって決定する.

制約

  • $1 \leq T \leq 3 \times 10^5$.
  • テストケース毎の制約
    • $0 \leq A < 998244353$.
    • $0 \leq B < 998244353$.
    • $1 \leq C < 998244353$.
  • 入力はすべて整数である.

入力

入力は標準入力で以下の形式で与えられる.
$T$
$\textrm{Testcase}_1$
$\textrm{Testcase}_2$
$\vdots$
$\textrm{Testcase}_T$
各テストケースは以下の形式である.
$A$ $B$ $C$

出力

出力は $T$ 行からなる. 第 $t~(1 \leq t \leq T)$ 行目には第 $t$ テストケースにおける解答を整数として出力せよ.

サンプル

サンプル1
入力
2
1 2 3
141421356 173205080 223606797
出力
221832080
392186765

  • [第 $1$ テストケース] $S=\dfrac{\sqrt{14}}{3} \pi$ である. よって, $\left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2=\dfrac{14}{9}$ となる. そして, $9 \times \left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2=14$ であり, $$9 \times 221832080 \equiv 14 \pmod{998244353}$$ であるから, $\left(\dfrac{S}{\pi} \right)^2 \pmod{9982444353} = 221832080$である.

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