Logo Infinity Online Judge

InfOJ

时间限制:1 s 空间限制:512 MB

#118. [NOIP2021] 方差

统计

数据组成

由官方数据 + infoj 民间数据组成(民间数据存在于 extra test 中)。

题目背景

给定长度为 $n$ 的非严格递增正整数数列 $1 \le a_1 \le a_2 \le \ldots \le a_n$。每次可以进行的操作是:任意选择一个正整数 $1 \lt i \lt n$,将 $a_i$ 变为 $a_{i-1} + a_{i+1} - a_i$。求在若干次操作之后,该数列的方差最小值是多少。请输出最小值乘以 $n^2$ 的结果。

其中方差的定义为:数列中每个数与平均值的差的平方的平均值。更形式化地说,方差的定义为 $D = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n (a_i - \overline{a})^2$,其中 $\overline{a} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n a_i$。

题目描述

输入的第一行包含一个正整数 $n$,保证 $n \le 10^4$。

输入的第二行有 $n$ 个正整数,其中第 $i$ 个数字表示 $a_i$ 的值。数据保证 $1 \le a_1 \le a_2 \le \ldots \le a_n$。

输入格式

输出仅一行,包含一个非负整数,表示你所求的方差的最小值的 $n^2$ 倍。

输出格式

对于每组数据输出 $q$ 行,每行一个非负整数,表示第 $i$ 枚棋子放置后能走到的交叉点数量。

样例

样例输入 1

4
1 2 4 6

样例输出 1

52

样例 1 解释

对于 $(a_1, a_2, a_3, a_4) = (1, 2, 4, 6)$,第一次操作得到的数列有 $(1, 3, 4, 6)$,第二次操作得到的新的数列有 $(1, 3, 5, 6)$。之后无法得到新的数列。

对于 $(a_1, a_2, a_3, a_4) = (1, 2, 4, 6)$,平均值为 $\frac{13}{4}$,方差为 $\frac{1}{4}((1-\frac{13}{4})^2+(2-\frac{13}{4})^2+(4-\frac{13}{4})^2+(6-\frac{13}{4})^2)=\frac{59}{16}$。

对于 $(a_1, a_2, a_3, a_4) = (1, 3, 4, 6)$,平均值为 $\frac{7}{2}$,方差为 $\frac{1}{4}((1-\frac{7}{2})^2+(3-\frac{7}{2})^2+(4-\frac{7}{2})^2+(6-\frac{7}{2})^2)=\frac{13}{4}$。

对于 $(a_1, a_2, a_3, a_4) = (1, 3, 5, 6)$,平均值为 $\frac{15}{4}$,方差为 $\frac{1}{4}((1-\frac{15}{4})^2+(3-\frac{15}{4})^2+(5-\frac{15}{4})^2+(6-\frac{15}{4})^2)=\frac{59}{16}$。

数据范围

测试点编号 $n\le$ $a_i\le$
$1\sim 3$ $4$ $10$
$4\sim 5$ $10$ $40$
$6\sim 8$ $15$ $20$
$9\sim 12$ $20$ $300$
$13\sim 15$ $50$ $70$
$16\sim 18$ $100$ $40$
$19\sim 22$ $400$ $600$
$23\sim 25$ $10000$ $50$

对于所有数据,保证 $n\le 10000,a_i\le 600$。