解法
はじめに、番の人が
番の人に勝つ確率、としておきます。
番目の人が、第
ラウンドで勝つ確率、とします。
初期状態はであり、答えは
をすべて見ればよいです。
簡単に言えば、番目の人が第
ラウンドで戦う可能性のある相手の集合を
としたときに、
となります。
さて、ここからはが0-indexedであると仮定して話を進めたいと思います(その方が好都合だからです)。
に含まれる人を探していきます。第
ラウンドで
番の人が対戦する可能性のある人は、全部で
人います。そして、その人達の番号はすべて連番になっています。
ということで、その連番の最初がわかってしまえば、そこから人を対象として上の式による計算を行えばいいわけです。
第1ラウンドについて考えてみると、番目の人は、
が奇数であれば
番目の人と、
が偶数であれば
の人とのみ対戦を行います(0-indexedにしたことに気を付けてください)。
第2ラウンドについて考えてみると、0,1番の人は2,3番の人と、4,5番の人は6,7番の人と対戦を行うことになります。
これを繰り返すと、
第ラウンドでは、
人ごとにグループ分けをして、若い番号の人がいるグループから順番に0,1,2...と番号を振り、その後0と1、2と3…グループで対戦を行います。
なので、まずを
で割った値を求めます(これを
とします、切り捨てです)。すると、これがグループ番号となるので、あとは
が偶数なら
グループと、奇数なら
グループと対戦を行います。
そして、グループの先頭は、
となります。そこから
人が、今回
番の人が対戦する可能性のある相手になります。
これにより、第ラウンドにおける
の対戦相手がわかったので、あとは遷移の式にしたがって計算をしていけば、答えを求めることができます。