QOJ.ac

QOJ

시간 제한: 5.0 s 메모리 제한: 512 MB 총점: 100

#16957. 去睡觉

통계

有人认为哄婴儿入睡是一门艺术,但本题将展示这纯粹是数学。

设想一个夜晚,一位家长正试图哄婴儿入睡。闹钟将在夜晚结束时响起,家长不允许更改闹钟时间,因此从现在起夜晚的长度固定为 $k$ 小时。

婴儿可以处于以下三种状态之一:状态 0 表示婴儿醒着,状态 1 表示婴儿处于浅睡眠,状态 2 表示婴儿处于深睡眠。婴儿初始时处于状态 0,状态的变化是连续发生而非离散发生的。给你三个数 $p_0$、$p_1$ 和 $p_2$。每当婴儿处于状态 $i$ 时,在接下来的 $x$ 小时内不发生状态变化的概率为 $p_i^x$,其中 $x$ 是一个正实数。换句话说,距离下一次状态变化的时间是从累积分布函数为 $1 - p_i^x$ 的指数分布中抽取的。

每当状态发生变化时:如果婴儿之前处于状态 0,它总是会切换到状态 1;如果婴儿之前处于状态 2,它也总是会切换到状态 1;如果婴儿之前处于状态 1,它将有 $q_0$ 的概率切换到状态 0,有 $1 - q_0$ 的概率切换到状态 2。

家长自己决定什么时候去睡觉。然而,如果婴儿处于状态 0,它会哭闹并吵醒家长,因此家长只有在婴儿处于状态 1 或 2 时才能入睡。即使婴儿处于这些状态之一,家长也可以选择继续保持清醒。如果他们保持清醒,他们可以:

  • 观察婴儿处于三种状态中的哪一种;
  • 防止婴儿醒来:如果婴儿根据上述规则决定从状态 1 切换到状态 0,且家长此时未入睡,那么婴儿会得到安抚,并继续保持在状态 1。

家长可以任意决定何时去睡觉,例如根据婴儿当前的状态或当前的时间来做出决定。然而,一旦他们入睡,他们将一直保持睡眠状态,直到婴儿醒来(进入状态 0)或 $k$ 小时结束时闹钟响起。如果他们因为婴儿醒来而被吵醒,他们之后可以再次任意决定何时去睡觉。

如果家长以最优的方式决定何时去睡觉,他们能获得的最大期望睡眠小时数是多少?

输入格式

输入的第一行包含一个整数 $t$ ($1 \le t \le 1000$) —— 测试用例的数量。

接下来的 $t$ 行描述测试用例,每行包含五个小数点后恰好有一位数字的浮点数,顺序如下:$k$, $p_0$, $p_1$, $p_2$, $q_0$ ($0.1 \le k \le 10$;$0.1 \le p_0, p_1, p_2, q_0 \le 0.9$)。

输出格式

输出 $t$ 行,每行包含一个浮点数 —— 每个测试用例的最大期望睡眠时间。如果你的输出与标准答案的绝对误差在 $10^{-9}$ 以内,则被认为是正确的。

样例

输入样例 1

2
10.0 0.5 0.5 0.5 0.5
8.0 0.1 0.9 0.9 0.1

输出样例 1

6.5990202123649855
7.540407031059442

Discussions

About Discussions

The discussion section is only for posting: General Discussions (problem-solving strategies, alternative approaches), and Off-topic conversations.

This is NOT for reporting issues! If you want to report bugs or errors, please use the Issues section below.

Open Discussions 0
No discussions in this category.

Issues

About Issues

If you find any issues with the problem (statement, scoring, time/memory limits, test cases, etc.), you may submit an issue here. A problem moderator will review your issue.

Guidelines:

  1. This is not a place to publish discussions, editorials, or requests to debug your code. Issues are only visible to you and problem moderators.
  2. Do not submit duplicated issues.
  3. Issues must be filed in English or Chinese only.
Active Issues 0
No issues in this category.
Closed/Resolved Issues 0
No issues in this category.