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행운의 바퀴

시간 제한1초메모리 제한2048 MB

요약
n개의 구역이 있는 룰렛에서 시작 구역 x와 K개의 power spin이 주어질 때, 구역 0에 도달하기까지 기대 스핀 횟수의 최솟값을 기약분수로 구합니다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
동적 계획법, 수학, 그래프, 정수론
정답자
아직 제출이 없습니다

문제

행운의 바퀴에는 시계 방향으로 0부터 n−1n - 1까지 번호가 붙은 nn개의 칸이 있습니다. 바퀴에는 칸 하나를 가리키는 화살표도 있습니다. 지금 화살표는 xx번 칸을 가리키고 있습니다.

여러분은 바퀴를 아주 잘 돌립니다. 정확히는 서로 다른 KK개의 힘 스핀을 익혔고, 각 스핀의 힘은 k1,k2,...,kKk_1, k_2, ..., k_K입니다. 힘 pp의 힘 스핀은 화살표를 시계 방향으로 정확히 pp칸 옮깁니다. 형식적으로 yy번 칸에서 화살표는 (y+p) mod n(y + p) \bmod n번 칸으로 이동합니다. 일반 스핀도 할 수 있습니다. 일반 스핀은 화살표가 무작위 칸을 균등한 확률로 가리키도록 바퀴를 돌립니다. 스핀은 원하는 만큼, 어떤 순서로든 할 수 있습니다.

화살표가 00번 칸을 최대한 빨리 가리키기를 원합니다. 최적 전략을 쓸 때 이를 이루기까지 필요한 스핀 횟수의 기댓값을 구하세요. 기댓값을 최소로 만드는 전략을 최적 전략이라고 합니다.

입력

첫 줄에 세 정수 nn, xx, KK가 주어집니다 (1≤n≤1051 \leq n \leq 10^5; 0≤x≤n−10 \leq x \leq n - 1; 1≤K≤5001 \leq K \leq 500). 각각 칸의 수, 화살표의 시작 칸, 힘 스핀의 개수입니다.

둘째 줄에는 서로 다른 정수 KK개 k1,k2,...,kKk_1, k_2, ..., k_K가 주어집니다 (1≤ki≤n1 \leq k_i \leq n).

출력

스핀 횟수의 기댓값과 같은 기약분수 p/qp/q의 분자 pp와 분모 qq를 한 줄에 출력하세요 (0≤p0 \leq p; 0<q0 < q). 답은 항상 이 형태로 나타낼 수 있습니다.

예제2

  1. 예제 1

    입력
    6 3 2
    2 4
    
    예상 출력
    8 3
    
  2. 예제 2

    입력
    5 4 1
    1
    
    예상 출력
    1 1