CF1187F.Expected Square Beauty

省选/NOI-

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题目描述

Let xx be an array of integers x=[x1,x2,…,xn]x = [x_1, x_2, \dots, x_n]. Let's define B(x)B(x) as a minimal size of a partition of xx into subsegments such that all elements in each subsegment are equal. For example, B([3,3,6,1,6,6,6])=4B([3, 3, 6, 1, 6, 6, 6]) = 4 using next partition: [3,3 ∣ 6 ∣ 1 ∣ 6,6,6][3, 3\ |\ 6\ |\ 1\ |\ 6, 6, 6].

Now you don't have any exact values of xx, but you know that xix_i can be any integer value from [li,ri][l_i, r_i] (li≤ril_i \le r_i) uniformly at random. All xix_i are independent.

Calculate expected value of (B(x))2(B(x))^2, or E((B(x))2)E((B(x))^2). It's guaranteed that the expected value can be represented as rational fraction PQ\frac{P}{Q} where (P,Q)=1(P, Q) = 1, so print the value P⋅Q−1mod  109+7P \cdot Q^{-1} \mod 10^9 + 7.

设 xx 是一个整数数组 x=[x1,x2,…,xn]x = [x_1, x_2, \dots, x_n]。定义 B(x)B(x) 为将 xx 划分为若干子段(连续子数组)的最小划分数,使得每个子段内所有元素均相等。例如,对 [3,3,6,1,6,6,6][3, 3, 6, 1, 6, 6, 6] 有 B([3,3,6,1,6,6,6])=4B([3, 3, 6, 1, 6, 6, 6]) = 4,对应划分:[3,3 ∣ 6 ∣ 1 ∣ 6,6,6][3, 3\ |\ 6\ |\ 1\ |\ 6, 6, 6]。

现在你并不知道 xx 的确切取值,但已知每个 xix_i 独立且均匀随机地取自区间 [li,ri][l_i, r_i](其中 li≤ril_i \le r_i)内的任意整数。

请计算 (B(x))2(B(x))^2 的期望值,即 E((B(x))2)E((B(x))^2)。题目保证该期望值可表示为最简有理数 PQ\frac{P}{Q}(即 gcd⁡(P,Q)=1\gcd(P, Q) = 1),请输出 P⋅Q−1 mod 109+7P \cdot Q^{-1} \bmod 10^9 + 7。

输入格式

The first line contains the single integer nn (1≤n≤2⋅1051 \le n \le 2 \cdot 10^5) — the size of the array xx.

The second line contains nn integers l1,l2,…,lnl_1, l_2, \dots, l_n (1≤li≤1091 \le l_i \le 10^9).

The third line contains nn integers r1,r2,…,rnr_1, r_2, \dots, r_n (li≤ri≤109l_i \le r_i \le 10^9).

第一行包含一个整数 nn(1≤n≤2⋅1051 \le n \le 2 \cdot 10^5)—— 数组 xx 的大小。

第二行包含 nn 个整数 l1,l2,…,lnl_1, l_2, \dots, l_n(1≤li≤1091 \le l_i \le 10^9)。

第三行包含 nn 个整数 r1,r2,…,rnr_1, r_2, \dots, r_n(li≤ri≤109l_i \le r_i \le 10^9)。

输出格式

Print the single integer — E((B(x))2)E((B(x))^2) as P⋅Q−1mod  109+7P \cdot Q^{-1} \mod 10^9 + 7.

输出单个整数——E((B(x))2)E((B(x))^2),表示为 P⋅Q−1mod  109+7P \cdot Q^{-1} \mod 10^9 + 7。

输入输出样例

  • 输入#1

    3
    1 1 1
    1 2 3

    输出#1

    166666673
  • 输入#2

    3
    3 4 5
    4 5 6

    输出#2

    500000010

说明/提示

Let's describe all possible values of xx for the first sample:

  • [1,1,1][1, 1, 1]: B(x)=1B(x) = 1, B2(x)=1B^2(x) = 1;
  • [1,1,2][1, 1, 2]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [1,1,3][1, 1, 3]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [1,2,1][1, 2, 1]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [1,2,2][1, 2, 2]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [1,2,3][1, 2, 3]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;

So E=16(1+4+4+9+4+9)=316E = \frac{1}{6} (1 + 4 + 4 + 9 + 4 + 9) = \frac{31}{6} or 31⋅6−1=16666667331 \cdot 6^{-1} = 166666673.

All possible values of xx for the second sample:

  • [3,4,5][3, 4, 5]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [3,4,6][3, 4, 6]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [3,5,5][3, 5, 5]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [3,5,6][3, 5, 6]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [4,4,5][4, 4, 5]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [4,4,6][4, 4, 6]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [4,5,5][4, 5, 5]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [4,5,6][4, 5, 6]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;

So E=18(9+9+4+9+4+4+4+9)=528E = \frac{1}{8} (9 + 9 + 4 + 9 + 4 + 4 + 4 + 9) = \frac{52}{8} or 13⋅2−1=50000001013 \cdot 2^{-1} = 500000010.

我们来描述第一个样例中所有可能的 xx 值:

  • [1,1,1][1, 1, 1]: B(x)=1B(x) = 1, B2(x)=1B^2(x) = 1;
  • [1,1,2][1, 1, 2]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [1,1,3][1, 1, 3]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [1,2,1][1, 2, 1]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [1,2,2][1, 2, 2]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [1,2,3][1, 2, 3]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;

因此 E=16(1+4+4+9+4+9)=316E = \frac{1}{6} (1 + 4 + 4 + 9 + 4 + 9) = \frac{31}{6},或 31⋅6−1=16666667331 \cdot 6^{-1} = 166666673。

第二个样例中所有可能的 xx 值:

  • [3,4,5][3, 4, 5]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [3,4,6][3, 4, 6]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [3,5,5][3, 5, 5]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [3,5,6][3, 5, 6]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;
  • [4,4,5][4, 4, 5]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [4,4,6][4, 4, 6]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [4,5,5][4, 5, 5]: B(x)=2B(x) = 2, B2(x)=4B^2(x) = 4;
  • [4,5,6][4, 5, 6]: B(x)=3B(x) = 3, B2(x)=9B^2(x) = 9;

因此 E=18(9+9+4+9+4+4+4+9)=528E = \frac{1}{8} (9 + 9 + 4 + 9 + 4 + 4 + 4 + 9) = \frac{52}{8},或 13⋅2−1=50000001013 \cdot 2^{-1} = 500000010。

输入解题思路,AI测评打分。不知道怎么写?

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