뜨거운 감자

각 질의 구간마다 균등한 확률로 출발한 함수 그래프 이동에서 게임이 끝날 확률과 끝나지 않을 확률의 차이를 최대로 만드는 가장 작은 X를 구한다.

어려움8그래프확률수학이분 탐색아직 제출이 없습니다시간 제한2초메모리 제한512 MB

문제

뜨거운 감자는 학교에서 아이들이 즐겨 하는 놀이다. 규칙은 단순하다. 감자를 든 아이가 다른 아이에게 감자를 던지고, 놀이를 지켜보지 않던 선생님이 어느 순간 놀이가 끝났다고 말한다. 그 순간 감자를 들고 있는 아이가 진다.

한 선생님이 급식 줄에서 하는 변형 규칙을 제안했다. 아이들은 줄에서 선 자리에 따라 1번부터 NN번까지 번호를 받고, 1번이 줄의 맨 앞이다. 아이마다 수가 적힌 종이를 한 장씩 받고, 감자를 받으면 자기 종이에 적힌 자리의 아이에게 감자를 넘겨야 한다. 감자가 줄의 XX번 이하 자리에 놓이면 놀이는 선생님의 승리로 끝난다. XX는 놀이를 시작하기 전에 정하고, 1 이상 NN 이하다. 감자가 XX번 이하 자리에 한 번도 놓이지 않으면 놀이는 영원히 끝나지 않고, 대신 아이들이 이긴다. 다음 날 모두 급식 할인을 받는다.

놀이는 선생님이 줄의 어느 아이에게 감자를 던지면서 시작한다. 겨냥이 정확하지 않아서 선생님은 줄의 LL번부터 RR번까지 가운데 한 아이에게 같은 확률로 던진다는 것만 보장할 수 있다. 선생님이 처음 던져 넣은 자리도 감자가 놓인 자리로 센다. 즉 감자를 처음 받은 아이의 번호가 XX 이하이면 놀이는 그 자리에서 끝난다.

선생님은 여러 구간을 후보로 놓고, 각 구간마다 놀이가 가장 공평해지는 XX를 알고 싶다. 여기서 공평하다는 것은 놀이가 끝날 확률과 끝나지 않을 확률의 차이가 가장 작다는 뜻이다. 아이들이 받은 종이와 후보 구간이 주어질 때, 구간마다 그 XX를 구하라. 같은 정도로 공평한 XX가 여러 개면 줄의 앞쪽에 더 가까운 값, 즉 가장 작은 XX를 답한다.

입력

첫 줄에 정수 NNQQ가 주어진다. 둘째 줄에 NN개의 정수 p1,p2,,pNp_1, p_2, \dots, p_N이 주어지고, pip_iii번 아이가 받은 종이에 적힌 수다. 이어지는 QQ개의 줄에는 각각 두 정수 LLRR이 주어지고, 선생님이 후보로 놓은 구간을 뜻한다.

제한

  • 2N500002 \le N \le 50000
  • 1Q1000001 \le Q \le 100000
  • 1piN1 \le p_i \le N
  • 1LRN1 \le L \le R \le N

출력

QQ개의 줄을 출력한다. ii번째 줄에는 ii번째 구간에 대해 선생님이 골라야 하는 정수 XX를 출력한다.