题库/S0120

#S0120. 【21NOIP提高组】方差

    传统题 难度: NOI 标签>一本通有限分布方差交换论证与贪心反例状态定义、转移与边界单调队列优化DP
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S0120 · 【21NOIP提高组】方差

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给定长度为 nn 的非严格递增正整数数列 1≤a1≤a2≤⋅⋅⋅≤an1 ≤ a_1 ≤ a_2 ≤ · · · ≤ a_n。每次可以进行的操作是:任意选择一个正整数 1 < i < n,将 aia_i 变为 ai−1+ai+1−aia_{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 n2n^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=1n∑i−1n(ai−a‾)2D =\frac{1}{n}\sum_{i-1}^{n}(a_i-\overline{a})^2,其中 a‾=1n∑i−1nai\overline{a}=\frac{1}{n}\sum_{i-1}^{n}a_i。

输入

输入的第一行包含一个正整数 nn,保证 n≤104n ≤ 10^4。 输入的第二行有 nn 个正整数,其中第 ii 个数字表示 aia_i 的值。数据保证 1≤a−1≤a2≤⋅⋅⋅≤an1 ≤ a-1 ≤a_2 ≤ · · · ≤ a_n。

输出

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 n2n^2 倍。

输入样例

4
1 2 4 6

输出样例

52

提示

【样例 1 解释】 对于 (a1,a2,a3,a4a_1,a_2,a_3, a_4) = (1,2,4,61, 2, 4, 6),第一次操作得到的数列有 (1,3,4,61, 3, 4, 6) ,第二次操作得到的新的数列有 (1,3,5,61, 3, 5, 6)。之后无法得到新的数列。 对于 (a1,a2,a3,a4a_1, a_2, a_3, a_4) = (1,2,4,61, 2, 4, 6),平均值为 134\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 (a1,a2,a3,a4a_1, a_2, a_3, a_4) = (1,3,4,61, 3, 4, 6),平均值为 72\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 (a1,a2,a3,a4a_1, a_2, a_3, a_4) = (1,3,5,61, 3, 5, 6),平均值为 154\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 ≤ ai ≤
1 ∼ 3 4 10
4 ∼ 5 10 40
6 ∼ 8 15 20
9 ∼ 12 20 300
13 ∼ 15 50 70
16 ∼ 18 100 40
19 ∼ 22 400 600
23 ∼ 25 10000 50
对于所有的数据,保证 $n ≤ 10000$,$a_i ≤ 600$。

评测数据说明

本题使用按题意独立构造、以独立程序核对的训练数据及公开样例,共7个测试点,非原站或官方原始数据。总分100分。