BOJ 31490 Throwing dice

BOJ 31490 Throwing dice

문제 링크:

문제 내용

nn면 주사위 한 개를 던지면 1 이상 nn 이하의 정수를 각각 1n\frac{1}{n}의 확률로 얻습니다.

Alice는 면의 개수가 각각 A1,A2,,AMA_1, A_2, \cdots, A_M인 주사위 총 MM개를, Bob은 B1,B2,,BNB_1, B_2, \cdots, B_N인 주사위 총 NN개를 갖고 있습니다. 한 사람이 얻는 점수는 그 사람이 가진 주사위를 모두 던졌을 때 얻는 값들의 총합입니다. 점수가 높은 사람이 승리하며, 점수가 같으면 비깁니다.

각자가 가진 주사위의 목록이 주어질 때, Alice가 이길 확률이 Bob이 이길 확률보다 높은지, 낮은지, 또는 같은지를 구하세요.

입력

첫 번째 줄에는 MMNN이 주어집니다. (1M,N100  0001 \le M, N \le 100\;000)

두 번째 줄에는 A1,A2,,AMA_1, A_2, \cdots, A_M이 주어집니다. (4Ai1094 \le A_i \le 10^9)

세 번째 줄에는 B1,B2,,BNB_1, B_2, \cdots, B_N이 주어집니다. (4Bi1094 \le B_i \le 10^9)

출력

Alice가 이길 확률이 더 높다면 ALICE, Bob이 이길 확률이 더 높다면 BOB, 서로 같다면 TIED를 출력합니다.

문제 풀이

스포일러

nn면 주사위 하나를 던졌을 때 얻는 값의 확률분포는 기댓값 n+12\frac{n+1}{2}을 중심으로 하는 대칭 분포입니다. 여러 개의 대칭 분포를 선형결합한 결과의 분포는 역시 대칭 분포입니다.

따라서 (Alice의 점수 - Bob의 점수)의 확률분포는 대칭 분포이며, 그 기댓값은 Alice가 가진 주사위들의 기댓값의 합에서 Bob이 가진 주사위들의 기댓값의 합을 뺀 것입니다.

이것이 양수이면 Alice가 이길 확률이 더 높고, 음수이면 Bob이 이길 확률이 더 높고, 0이면 서로 같습니다.

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