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재우의 F를 막아라

시간 제한5초메모리 제한1024 MB

요약
N개의 차선과 무작위로 벽에 놓인 d-1개의 구멍이 주어질 때, 출발 차선과 도착 차선이 같을 기대 비율을 998244353으로 나눈 나머지로 구합니다.
난이도

보통10점 중 7점

유형
수학, 조합론, 동적 계획법
정답자
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문제

고려대학교에는 여러 운동 과목이 개설되어 있다. 이 중 일부 과목은 학교에 시설이 없어서 외부 시설에서 진행한다. 재우가 수강 신청한 수영 과목도 그러하다. 그러나 재우는 학기 초의 포부와 달리 수영 수업에 가는 것을 몹시 귀찮아해서 한 번도 출석하지 않았다. 종강이 다가와 수영 기말 평가를 치르게 되었다.

수영장에는 길이가 dd미터인 레인 NN개가 11번부터 NN번까지 차례로 있다. 이웃한 두 레인 사이에는 통과할 수 없는 벽이 하나씩 있어서 벽은 총 N−1N-1개이다.

다만 출발점과 끝점을 제외하고 1미터마다 통로가 하나씩, 총 d−1d-1개의 통로가 N−1N-1개의 벽 중 하나에 뚫려 있다. 이 통로를 통해 이웃한 레인으로 이동할 수 있다.

아래는 d=6d=6, N=4N=4인 경우의 예시이다. 이 경우 출발점과 끝점을 제외하고 1미터마다 하나씩 총 5개의 통로가 있다.

수영 강사는 한 번도 출석하지 않은 학생을 발견하고, 마지막 수업에서 그 학생에게 F학점을 주기 위한 평가 조건을 다음과 같이 알려 주었다.

<평가 조건>

aa번 레인에서 출발하면, aa번 레인으로 도착할 것

aa는 시험 당일 11부터 NN까지의 수 중에서 같은 확률로 무작위로 하나가 정해진다

재우는 평가 조건을 들은 적이 없으므로, 만나는 통로마다 이웃한 레인으로 이동하기로 했다. 수영장의 d−1d-1개의 통로는 각각 독립적으로 N−1N-1개의 벽 중 하나에 같은 확률로 무작위로 존재한다고 하자. 이때 재우가 받을 학점의 기댓값을 구하라.

수영 과목은 1학점이다. 평가 조건을 만족하면 Pass를 받아 1학점을, 그렇지 않으면 Fail을 받아 0학점을 받는다. 재우는 수영을 할 줄 알기 때문에, 자신이 정한 방법대로 도착 지점에 도달할 수 있다.

아래는 위 그림에 대한 설명이다. aa가 11이나 44로 정해지면, 재우는 11번이나 44번 레인에서 출발해 화살표를 따라가 출발한 레인과 다른 레인에 도착한다. 평가 조건을 만족하지 못해 0학점을 받는다. aa가 22나 33으로 정해지면, 재우는 22번이나 33번 레인에서 출발해 같은 레인에 도착한다. 평가 조건을 만족해 1학점을 받는다.

d=6d=6, N=4N=4일 때 수영장이 아래와 같이 결정될 확률은 135{1\over{3^5}}이고, 수영장이 아래와 같이 결정된 후 재우가 받을 학점의 기댓값은 242\over4이다.

입력

첫 번째 줄에 레인의 개수 NN (2≤N≤20 0002 \le N \le 20\,000)과 수영장의 길이 dd (1≤d≤5 0001 \le d \le 5\,000)가 공백으로 구분되어 주어진다.

출력

재우가 수영 과목에서 받을 학점의 기댓값을 pp라고 할 때, p×(N2−N)d−1p\times (N^2-N)^{d-1}를 998 244 353998\,244\,353으로 나눈 나머지를 출력한다.

p×(N2−N)d−1p\times (N^2-N)^{d-1}가 항상 정수임을 증명할 수 있다.

힌트

실제로 재우가 받은 학점은 00이지만, 이 문제에서는 고려하지 않도록 하자.

예제3

  1. 예제 1

    입력
    2 6
    
    예상 출력
    0
    
  2. 예제 2

    입력
    4 6
    
    예상 출력
    83456
    
  3. 예제 3

    입력
    4 100
    
    예상 출력
    909553368