У вас есть Unexpected text node: ' ...

Créé le : 20 février 2025

Répondu en utilisant O1 par Chat01

Question

У вас есть
Unexpected text node: '

                    '

n монет. Любое количество из них вы можете сдать, получив за это соответствующее вознаграждение. Оставшиеся монеты подбрасываются, и вы получаете
Unexpected text node: '

                    '

3
k
рублей, где
Unexpected text node: '

                    '

k — количество выпавших решек. Какова оптимальная стратегия?

Формат ввода
В первой строке целое положительное число
Unexpected text node: '

                    '

n⩽60 — количество монет.

Во второй строке
Unexpected text node: '

                    '

n целых неотрицательных чисел
Unexpected text node: '

                    '

a
1

,a
2

,…,a
n

через пробел, где
Unexpected text node: '

                    '

a
i

⩽10
18
— вознаграждение за возврат
Unexpected text node: '

                    '

i монет.

Формат вывода
Выведите количество сдаваемых монет, при которых математическое ожидание суммарного выигрыша максимально. Если оптимальных стратегий несколько, выведите все варианты через пробел в порядке возрастания.

Пример 1
Ввод
3
4 8 9
Вывод:
2 3

Примечания
В первом примере монета всего одна, в таком случае всего два варианта: сдавать монету или не сдавать. Сдав монету, мы получим гарантированные 6 рублей (5 за сдачу монеты и
Unexpected text node: '

                    '

1=3
0
за 0 выпавших решек, так как не было монет для подбрасывания); не сдав монету, мы получим 1 рубль или 3 рубля в зависимости от результата подбрасывания. Видно, что оптимальным вариантом является сдать монету.

Во втором примере одинаково хорошими стратегиями являются сдать 2 или 3 монеты; обе стратегии лучше, чем сдать 1 монету или не сдавать монет.

реши на питоне

Réflexion

Evaluating choices and outcomes

I'm analyzing the expected reward for each choice of returning x coins, factoring in the guaranteed reward a_x and the expected value from heads in the toss. The goal is to maximize the combined value of these elements.

Clarifying the input

I'm parsing the problem's input, which consists of n and n integers representing rewards. The coins are tossed, yielding 3 rubles times the number of heads, leading to ambiguity in the interpretation.

Clarifying the interpretation

I’m clarifying the ambiguity in the problem statement by analyzing the text and interpreting "3k рублей" as "3 rubles times k," which aligns with the typical interpretation of 3^k.

Assessing the best move

If the input is n=1 and a_1=5, the optimal strategy is to return the coin for a guaranteed 6 rubles, considering the expected reward from tossing heads.

Evaluating returns and tosses

I’m figuring out the total expected payoff, E(x), by combining the guaranteed reward a_x and the expected profit from tossing the remaining coins, aiming to pinpoint the x that maximizes this expression.

Weighing the choices

I'm considering if returning 0 coins is an option, likely resulting in a default reward of 0, as the problem doesn't specify. This leads me to think about the implications of this choice.

Analyzing outcomes

I’m calculating the expected payoffs for different x values to determine the optimal strategy. Interestingly, returning 3 coins yields the highest reward, surpassing all other strategies.

Revisiting expected payoff

I’m adjusting the formula by using 3^k rubles, leading to an enhancement in expected payoff, evident in the adjusted payoffs for varying x values.

Emerging expected payoff

I’m refining the expected payoff for each x, factoring in the guaranteed reward and 2^(n-x) for tossed coins. This approach aligns with the example, confirming the strategy's viability.

Evaluating outcomes

I’m verifying the alignment between the expected payoff formula E(x)=a_x + 2^(n-x) and the given examples. The solution involves reading inputs, calculating E(x), and identifying the maximum values.

Reasoned for 53 seconds

Réponse

Ниже приведено разъяснение и решение задачи на языке Python.

Разбор условия

  1. У нас есть nn монет.
  2. Можно сдать xx монет ( 0xn0 \le x \le n ), получив за это вознаграждение axa_x.
    • В задаче даны a1,a2,,ana_1, a_2, \dots, a_n, а вознаграждение за x=0x=0 монет явно не дано. По условию «сдавать можно любое количество», в том числе 0. Обычно в таких задачах вознаграждение за 00 монет полагают равным нулю (a0=0a_0 = 0).
  3. Оставшиеся (nx)(n - x) монет подбрасываются. За каждую выпавшую «решку» (heads) платится 3 в степени количества решек, то есть суммарный выигрыш от подбрасываний равен 3k3^{k}, где kk – число решек.
  4. Нужно найти математическое ожидание общего выигрыша и выбрать такое xx, при котором оно будет наибольшим. Кроме того, если существует несколько значений xx, дающих одно и то же максимальное мат. ожидание, их нужно вывести все в порядке возрастания.

Почему при подбрасывании (nx)(n - x) монет матожидание равно 2nx2^{\,n - x}?

Пусть мы подбрасываем m=nxm = n - x монет. Каждая монета выпадает решкой с вероятностью 1/21/2. Тогда:

  • kk – количество решек среди mm подбрасываний.
  • Сумма выигрыша за подбрасывание этих mm монет: 3k3^k.
  • Вероятность того, что ровно kk из mm монет дадут решку, равна C(m,k)2m\dfrac{C(m, k)}{2^m}, где C(m,k)C(m,k) – биномиальный коэффициент «mm по kk».

Мат. ожидание выигранной суммы:

E[3k]  =  k=0m3kC(m,k)2m.\mathbb{E}[3^k] \;=\; \sum_{k=0}^{m} 3^k \cdot \frac{C(m,k)}{2^m}.

С помощью биномиальной формулы для (1+3)m(1+3)^m:

(1+3)m  =  4m  =  k=0mC(m,k)3k1mk.(1+3)^m \;=\; 4^m \;=\; \sum_{k=0}^{m} C(m,k)\,3^k\,1^{\,m-k}.

Тогда

k=0m3kC(m,k)  =  4m.\sum_{k=0}^{m} 3^k \, C(m,k) \;=\; 4^m.

Значит,

E[3k]  =  12mk=0mC(m,k)3k  =  4m2m  =  2m.\mathbb{E}[3^k] \;=\; \frac{1}{2^m}\sum_{k=0}^{m} C(m,k)\,3^k \;=\; \frac{4^m}{2^m} \;=\; 2^m.

Таким образом, если вы оставили на подбрасывание (nx)(n - x) монет, ожидаемый выигрыш от подбрасываний есть 2nx2^{\,n - x}.

Итоговая формула ожидания

При выборе xx (число сдаваемых монет):

  • Гарантированное вознаграждение: axa_x (а для x=0x = 0 считаем a0=0a_0 = 0).
  • Ожидаемый выигрыш от подбрасывания (nx)(n - x) монет: 2nx2^{\,n - x}.

Общее мат. ожидание:

E(x)  =  ax+2nx.E(x) \;=\; a_x + 2^{\,n - x}.

Нужно перебрать все xx от 0 до nn и найти те xx, для которых E(x)E(x) максимально.

Пример из условия

text
n = 3 a = [4, 8, 9] # это означает a_1=4, a_2=8, a_3=9, а a_0=0

Считаем мат. ожидания:

  • x=0x=0: E(0)=a0+23=0+8=8E(0) = a_0 + 2^{3} = 0 + 8 = 8.
  • x=1x=1: E(1)=a1+22=4+4=8E(1) = a_1 + 2^{2} = 4 + 4 = 8.
  • x=2x=2: E(2)=a2+21=8+2=10E(2) = a_2 + 2^{1} = 8 + 2 = 10.
  • x=3x=3: E(3)=a3+20=9+1=10E(3) = a_3 + 2^{0} = 9 + 1 = 10.

Максимум равен 10, достигается при x=2x=2 и x=3x=3. Поэтому в ответе выводятся: 2 3.

Решение на Python

python
def solve(): import sys data = sys.stdin.read().strip().split() n = int(data[0]) # Считали n, далее идут n чисел: a_1, a_2, ..., a_n a = list(map(int, data[1:] )) # Подразумеваем a_0 = 0, поэтому вставим в начало массива: # теперь a[x] будет соответствовать ровно вознаграждению за x монет a = [0] + a # теперь длина a = n+1, индексы 0..n # Будем перебирать x от 0 до n # Считаем E(x) = a[x] + 2^(n-x) # Ищем максимум, записываем все варианты, дающие этот максимум. from math import comb # Python 3.8+, но для 2^(n-x) comb не нужен # хотя comb не требуется, можно просто 1 << (n - x) или pow(2, n-x) best_value = -1 results = [] for x in range(n+1): # вознаграждение = a[x] # ожидаемый выигрыш от подбрасывания = 2^(n-x) current_value = a[x] + (1 << (n - x)) # (1 << k) то же самое, что 2^k, но быстрее if current_value > best_value: best_value = current_value results = [x] elif current_value == best_value: results.append(x) # Выводим все оптимальные x в возрастающем порядке print(" ".join(map(str, results)))

Пояснения к коду

  1. Считываем nn.
  2. Считываем список из nn неотрицательных целых a1,a2,,ana_1, a_2, \dots, a_n.
  3. Вставляем нулевой элемент a0=0a_0 = 0 в начало списка, чтобы индекс xx прямо соответствовал числу сдаваемых монет.
  4. Для каждого xx от 0 до nn вычисляем E(x)=a[x]+2nx. E(x) = a[x] + 2^{n-x}. В Python 2k2^k удобно считать как 1 << k, что сдвигает двоичное представление 1 на kk битов влево.
  5. Запоминаем максимальное значение и все xx, при которых это значение достигается.
  6. Выводим все оптимальные xx.

Таким образом, решение работает за O(n)O(n) и легко укладывается в любые ограничения n60n \le 60 (операции с числами до 2602^{60} и 101810^{18} Python выполняет без проблем).

Partager cette Q&R