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동전 던지기

시간 제한10초메모리 제한512 MB

요약
1부터 2n까지 번호가 매겨진 사람들이 동전 던지기로 두 팀(각 n명)에 나뉠 때, 주어진 각 집합의 모든 사람이 같은 팀에 속할 확률을 998244353으로 나눈 나머지로 구합니다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
조합론, 수학, 누적 합
정답자
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문제

1번부터 2n2n번까지의 사람들이 다음 절차에 따라 인원이 각각 nn명인 두 팀에 배정된다고 하자. 주어진 각 집합 A1,A2,…,AmA^1, A^2, \dots, A^m에 대해, 그 집합의 모든 사람이 같은 팀에 속할 확률을 구하고, 998 244 353으로 나눈 나머지를 출력하라.

  • 1번부터 2n2n번까지 순서대로 각 사람이 공정한 동전을 한 번 던진다.
  • 동전이 앞면이면 그 사람은 1팀에 들어간다. 다만 1팀이 이미 nn명이면 2팀에 들어간다.
  • 동전이 뒷면이면 그 사람은 2팀에 들어간다. 다만 2팀이 이미 nn명이면 1팀에 들어간다.

입력

첫 줄에 정수 nn과 mm이 주어진다 (2≤n≤1052 \le n \le 10^5, 1≤m≤1051 \le m \le 10^5).

이어지는 mm개의 줄 중 ii번째 줄은 집합 AiA^i를 나타낸다. 이 줄에는 정수 kik_i (2≤ki≤n2 \le k_i \le n)가 먼저 나오고, 이어서 kik_i개의 정수 a1i,a2i,…,akiia^i_1, a^i_2, \dots, a^i_{k_i} (1≤a1i<a2i<⋯<akii≤2n1 \le a^i_1 < a^i_2 < \dots < a^i_{k_i} \le 2n)가 나온다.

모든 kik_i의 합은 2⋅1052 \cdot 10^5을 넘지 않는다.

출력

ii를 1부터 mm까지 바꿔가며, 집합 AiA^i의 모든 사람이 같은 팀에 속할 확률을 각각 출력하라.

모든 확률은 q≢0(mod998 244 353)q \not\equiv 0 \pmod{998\,244\,353}를 만족하는 기약분수 pq\frac{p}{q}로 나타낼 수 있다. 이때 r⋅q≡p(mod998 244 353)r \cdot q \equiv p \pmod{998\,244\,353}과 0≤r<998 244 3530 \le r < 998\,244\,353을 동시에 만족하는 정수 rr은 하나만 존재한다. 이 rr을 출력하라.

힌트

첫 번째 테스트 케이스에서 1번과 2번 사람(그리고 3번과 4번 사람)이 같은 팀에 속할 확률은 12\frac{1}{2}이다. 그 밖의 쌍은 확률이 14\frac{1}{4}이다.

예제2

  1. 예제 1

    입력
    2 6
    2 1 2
    2 1 3
    2 1 4
    2 2 3
    2 2 4
    2 3 4
    
    예상 출력
    499122177
    748683265
    748683265
    748683265
    748683265
    499122177
    
  2. 예제 2

    입력
    3 5
    3 2 3 5
    2 2 4
    2 5 6
    3 1 4 6
    2 2 5
    
    예상 출력
    935854081
    623902721
    374341633
    935854081
    686292993