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브라우니안 곰

시간 제한4초메모리 제한2048 MB

요약
n개의 위치가 일렬로 늘어선 길에서 두 곰이 매일 무작위로 한 칸씩 움직일 때, d일 동안 한 번이라도 같은 위치에 있을 확률을 기약분수로 구합니다.
난이도

보통10점 중 6점

유형
확률, 수학, 행렬
정답자
아직 제출이 없습니다

문제

Ursula Major 박사는 북아메리카 여러 지역에서 그리즐리 곰이라고 부르는 갈색곰을 연구하는 세계적인 전문가다. 박사는 매우 희귀한 갈색곰 아종인 브라우니안 곰을 발견한 것으로 가장 유명하다. 이 곰의 먹이 활동은 규칙성과 무작위성이 뒤섞인 모습을 보인다.

현재 박사는 동서로 뻗은 좁은 땅에 사는 브라우니안 곰 한 쌍을 연구하고 있다. 이 땅에는 곰이 베리를 찾을 수 있는 등간격 지점이 nn개 있고, 박사는 이를 서쪽에서 동쪽으로 1,2,…,n1, 2, \ldots, n번으로 번호 붙였다. 매일 아침 각 곰은 한 지점에서 깨어나 동쪽이나 서쪽의 인접 지점으로 이동한다. 두 방향으로 이동할 확률은 각각 정확히 50%다. 곰이 끝 지점(11 또는 nn)에서 하루를 시작하면, 유일한 이웃 지점으로 가거나 제자리에 머무르는 것 중 하나를 무작위로 고른다. 곰은 선택한 지점에서 그날 하루 베리를 찾고, 그날 밤에도 그곳에서 잔다. 다음 날 아침 같은 과정이 반복된다.

박사는 두 곰이 같은 지점에서 함께 베리를 찾는 날에 특히 관심이 많다. 그래서 최대 한 달(또는 연구비가 떨어질 때까지) 관찰할 계획이다. 첫 관찰일 아침에 두 곰은 서로 다른 지점에서 깨어난다. 실험 기간 중 적어도 하루는 두 곰이 함께 베리를 찾을 확률을 구하라.

두 곰은 함께 베리를 찾지 않고 서로를 지나칠 수 있다. 예를 들어 어느 날 두 곰이 지점 44와 55에서 출발해, 지점 44의 곰은 동쪽으로, 지점 55의 곰은 서쪽으로 움직이면, 그날 아침 두 곰은 함께 베리를 찾지 않고 서로 지나친다.

입력

입력은 공백으로 구분된 정수 네 개 nn xx yy dd가 한 줄에 주어진다. nn(2≤n≤1002 \leq n \leq 100)은 지점의 개수다. xx와 yy(1≤x,y≤n1 \leq x, y \leq n, x≠yx \neq y)는 첫 관찰일 아침에 두 곰이 깨어나는 지점이다. dd(1≤d≤311 \leq d \leq 31)는 관찰 일수다.

출력

두 곰이 dd일의 관찰 기간 중 적어도 하루 함께 베리를 찾을 확률을 기약분수 a/ba/b 꼴로 한 줄에 출력하라. aa는 0 이상의 정수이고, bb는 양의 정수다.

예제3

  1. 예제 1

    입력
    4 1 2 2
    
    예상 출력
    3/8
    
  2. 예제 2

    입력
    6 2 5 2
    
    예상 출력
    0/1
    
  3. 예제 3

    입력
    2 1 2 1
    
    예상 출력
    1/2