本题研究的是 2n 个模块通过左右端口随机配对形成闭合回路的问题。设 X 为回路个数(即所需激励器的最少数量),求 X 的方差。
关键观察发现:回路个数 X 就是最少激励器数量。方差计算需要用到期望E[X]和平方期望E[X2],公式为D(X)=E[X2]−(E[X])2。
在一个通信系统中,有 2n 个模块排成左右两列,每个模块有左侧端口和右侧端口各一个。现在对左侧的 2n 个端口随机进行两两配对并用线缆连接,右侧的 2n 个端口同样随机两两配对并连接。所有可能的配对方案均等概率出现。
通过模块内部的直连和外部线缆,整个系统将形成若干个互不相交的闭合回路。为了使系统正常运行,每个回路至少需要一个激励器注入启动信号。记所需激励器的最少数量为 X。显然 X 等于回路的个数。
求随机变量 X 的方差。可以证明该方差可以表示为一个最简分数 qp。请你输出一个整数 0≤ans<998244353,满足 ans⋅q≡p(mod998244353)。
数据范围:测试数据组数 T 满足 1≤T<104,每组数据中 n 满足 1≤n≤106。
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