멀티버스를 여행하는 성재를 위한 안내서

시간 제한3초메모리 제한1024 MB

요약
원점을 중심으로 하는 반지름 R인 원판에서 균등하게 뽑은 점에서 N개 천체까지 거리의 제곱을 모두 곱한 값의 기댓값을 998244353으로 나눈 나머지를 구한다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
수학, 기하, 조합론
정답자
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문제

우리가 사는 우주의 물리법칙에 따르면 중력의 크기는 ∣F⃗∣=∣∑Gm_1m_2r2r^∣\lvert \vec{F} \rvert = \lvert \sum {{Gm\_1m\_2 \over r^2} \hat{r}} \rvert와 같이 작용한다. 멀티버스 여행을 하던 성재는 중력의 크기가 ∣F⃗∣=∏∣r2Gm_1m_2∣\lvert \vec{F} \rvert = \prod \lvert {r^2 \over Gm\_1m\_2} \rvert과 같이 작용하는 우주를 찾았다.

계산의 편의를 위해 상수 GG와 모든 천체의 질량과 성재의 질량을 11이라고 가정하자.

예를 들어 성재 주위에 33개의 천체가 있고 각각 성재로부터 거리가 22, 33, 55만큼 떨어져 있다면 중력의 크기는 22×32×52=9002^2 \times 3^2 \times 5^2=900 이 된다.

2차원 좌표평면 위에 천체 NN개가 있고 성재는 원점에서부터 거리 RR 이내의 균등한 확률로 결정된 무작위 위치로 순간이동한다. 이때 성재가 받게 될 중력의 크기의 기댓값을 구해 보자.

입력

첫째 줄에 천체의 개수 NN, 영역의 반지름 RR이 공백으로 구분되어 주어진다. (1≤N≤105;(1 \le N \le 10^5; 1≤R≤108)1 \le R \le 10^8)

둘째 줄부터 NN개의 줄에 걸쳐 각 천체의 좌표 (x,y)(x, y)를 나타내는 두 수 xx, yy가 한 줄에 하나씩 공백으로 구분되어 주어진다. (∣x∣≤108;(\lvert x \rvert \le 10^8; ∣y∣≤108)\lvert y \lvert \le 10^8)

두 천체가 같은 좌표에 있을 수 있다.

입력으로 주어지는 모든 수는 정수이다.

출력

중력의 크기의 기댓값을 기약분수 aba \over b로 나타냈을 때 a×b−1, mod ,998,244,353a \times b^{-1} \\, \bmod \\, 998 \\, 244 \\, 353을 출력한다. b−1b^{-1}은 bb의 모듈러 곱셈에 대한 역원이다.

기댓값이 유리수인 입력만 주어진다. 기댓값의 분모가 998,244,353998 \\, 244 \\, 353의 배수인 입력은 주어지지 않는다.

힌트

두 점 (x_1,y_1)(x\_1, y\_1), (x_2,y_2)(x\_2, y\_2) 사이의 거리는 (x_2−x_1)2+(y_2−y_1)2\sqrt{(x\_2-x\_1)^2+(y\_2-y\_1)^2}로 정의한다.

넓이가 양수인 2차원 영역 SS에서 정의된 함수 ff에 대해 SS 위에서 ff의 기댓값은 1∣S∣∬_SfdA{1 \over {\lvert S \rvert}}\iint\_S f dA로 정의한다. ∣S∣\lvert S \rvert는 SS의 면적이다.

예제3

  1. 예제 1

    입력
    1 2
    0 0
    
    예상 출력
    2
    
  2. 예제 2

    입력
    1 2
    1 0
    
    예상 출력
    3
    
  3. 예제 3

    입력
    4 2
    1 0
    0 1
    -1 0
    0 -1
    
    예상 출력
    598946664