给个高中做法

考虑到第 kk 次黑球的位置只与第 $ k-1$ 次的位置有关,不妨将球现在的位置设为 ii ,那么随机选择一次后仍在 $ i$ 的概率为 1n2\frac{1}{n^2} + (n1)2n2\frac{(n-1)^2}{n^2},位于j(ji)j(j\not=i)的概率为2n2\frac{2}{n^2} 。(把a=ba=b的情况考虑在内,即球的位置不变动,对概率无影响。)

仿照2023年新高考一卷次压轴题,我们设 pkp_k 表示传k次后黑球出现在1号位置的概率,那么我们有pk=[1n2p_k=[\frac{1}{n^2} + (n1)2n2)]pk1+2n2(1pk1)\frac{(n-1)^2}{n^2})]\cdot p_{k-1}+ \frac{2}{n^2} \cdot (1-p_{k-1})

化简得 $(p_k-\frac{1}{n}) = \frac{n2-2n}{n2}\cdot(p_{k-1}- \frac{1}{n} $ )

化简得 pk=1n+n1n(n22nn2)k1p_k = \frac1n+\frac{n-1}{n}\cdot(\frac{n^2-2n}{n^2})^{k-1}

再考虑又 $ k-1$ 次到第 kk 次 ,不妨设第 k1k-1 次位于 ii ,当 i=1i=1 时,贡献为 n22n+2n2+2n2j=2nj\frac{n^2-2n+2}{n^2}+\frac2{n^2}\sum_{j=2}^{n}j

i1i\not =1时,贡献为 i=2n[(n22n+2n2)i+j=1,jin(2n2)j]\sum_{i=2}^{n}[(\frac{n^2-2n+2}{n^2})i+\sum_{j=1,j\not=i}^{n}(\frac{2}{n^2})j]

进而答案就是 pk1(n22n+2n2+2n2j=2nj)+(1pk1n1)p_{k-1}(\frac{n^2-2n+2}{n^2}+\frac2{n^2}\sum_{j=2}^{n}j)+(\frac{1-p_{k-1}}{n-1}) $\sum_{i=2}{n}[(\frac{n2-2n+2}{n^2}) \cdot i+\frac{2}{n2}\sum_{j=1,j!=i}{n} j] = $

2n1npk1+n2+2n22n(1pk1)\frac{2n-1}{n}\cdot p_{k-1}+\frac{n^2+2n-2}{2n}\cdot(1-p_{k-1})

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#define ll long long
using namespace std;
const ll mod= 998244353;
const int maxn=1e5+50;
ll fp (ll x,ll y){
if(y==0)return 1LL;
if(y==1)return x;
ll ans=fp(x,y/2)%mod;
if(y%2)return (x*ans%mod)*ans%mod;
else return ans*ans%mod;
}

ll p[maxn];
ll n,k;
int main() {
cin>>n>>k;
p[k-1]=(fp(n,mod-2)%mod+((n-1)*fp((n-2)*n%mod,k-1)%mod)*fp(fp(n,2*k-2)%mod,mod-2)%mod*fp(n,mod-2)%mod)%mod;
ll ans=(((n+2)*n%mod-2)%mod)*(1+mod-p[k-1])%mod*fp(2*n,mod-2)%mod+(2*n-1)*p[k-1]%mod*fp(n,mod-2)%mod;
cout<<ans%mod<<endl;
return 0;
}