Universal Cup Judging System

Universal Cup

Time Limit: 3.0 s Memory Limit: 1024 MB Total points: 100 Hackable ✓
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$1$ から $N$ までの各整数がラベル付けされた箱が $1$ つずつあります。また、各整数 $1$ から $N$ について、その整数がラベル付けされたボールが $M$ 個ずつあります。

これらの $NM$ 個のボールはシャッフルされた後、$N$ 個の箱に分配され、各箱にはちょうど $M$ 個のボールが入ります。

ボールを区別する場合、ボールの配置方法は $\frac{(NM)!}{(M!)^N}$ 通りあり、これらの配置はすべて等確率で発生します。

あなたはこれらの箱とボールに対して操作を行います。1 回の操作は以下のステップで構成されます。

  1. 箱を $1$ つ選び、その箱の前に移動する。
  2. その箱にボールがない場合、操作を終了する。
  3. その箱からボールを $1$ つ選び、箱の外に捨てる。
  4. 最後に、直前に捨てたボールのラベルと同じラベルを持つ箱の前に移動し、ステップ 2 に戻る。

すべての $NM$ 個のボールが捨てられるまでに必要な操作回数をスコアと定義します。あなたはこのスコアを最小化したいと考えています。

最適に行動したときのスコアの期待値を $998244353$ で割った余りを求めてください。

入力

入力は以下の形式で与えられます。

$N$ $M$

ただし、$1 \le N \le 10^5$、$1 \le M \le 100$ を満たします。

出力

答えを出力してください。

入出力例

入力 1

2 2

出力 1

166374060

入力 2

3 1

出力 2

831870296

入力 3

100000 100

出力 3

402978825

注記

最初の例について、ボールの配置とそれに対応する最適な操作方法は以下の通りです。

  • 箱 1 にラベル 1 のボールを 2 個、箱 2 にラベル 2 のボールを 2 個入れる。(確率 $1/6$)

    • 1 回目の操作で、箱 1 の前に移動する。そこからラベル 1 のボールを取り出し、箱 1 の前に移動する。次に別のラベル 1 のボールを取り出し、再び箱 1 の前に移動する。この時点で箱 1 は空なので、操作を終了する。
    • 2 回目の操作で、箱 2 の前に移動する。そこからラベル 2 のボールを取り出し、箱 2 の前に移動する。次に別のラベル 2 のボールを取り出し、再び箱 2 の前に移動する。この時点で箱 2 は空なので、操作を終了する。
    • この場合、最小のスコアは 2 となる。
  • 箱 1 と箱 2 のそれぞれに、ラベル 1 のボールを 1 個とラベル 2 のボールを 1 個入れる。(確率 $2/3$)

    • 1 回目の操作で、箱 1 の前に移動する。そこからラベル 1 のボールを取り出し、箱 1 の前に移動する。次にラベル 2 のボールを取り出し、箱 2 の前に移動する。次にラベル 2 のボールを取り出し、箱 2 の前に移動する。次にラベル 1 のボールを取り出し、箱 1 の前に移動する。この時点で箱 1 は空なので、操作を終了する。
    • この場合、最小のスコアは 1 となる。
  • 箱 1 にラベル 2 のボールを 2 個、箱 2 にラベル 1 のボールを 2 個入れる。(確率 $1/6$)

    • 1 回目の操作で、箱 1 の前に移動する。そこからラベル 2 のボールを取り出し、箱 2 の前に移動する。次にラベル 1 のボールを取り出し、箱 1 の前に移動する。次にラベル 2 のボールを取り出し、箱 2 の前に移動する。次にラベル 1 のボールを取り出し、箱 1 の前に移動する。この時点で箱 1 は空なので、操作を終了する。
    • この場合、最小のスコアは 1 となる。

まとめると、最小スコアは確率 $1/6$ で 2、確率 $5/6$ で 1 となり、全体の期待スコアは $7/6$ です。したがって、$166374060$ を出力します。これはこの値を $998244353$ で割った余りです。

期待値の $998244353$ を法とする定義

求める期待値は常に有理数であることが証明できます。また、この問題の制約下では、期待値が既約分数 $\frac{y}{x}$ と書けるとき、$x$ は $998244353$ で割り切れないことが保証されています。

この場合、$0$ 以上 $998244352$ 以下の整数 $z$ で、$xz \equiv y \pmod{998244353}$ を満たすものが一意に存在します。この $z$ を出力してください。

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#1526EditorialOpen题解jiangly2026-04-15 16:03:55View

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