G - Sum of Fibonacci Sequence Editorial /

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Max Score: $1400$ Points

Problem Statement

E869120 defined a sequence $a$ like this:
  • $a_1=a_2=1$, $a_{k+2}=a_{k+1}+a_k \ (k \ge 1)$

He also defined sequences $d_1, d_2, d_3, \dots , d_n$, as the following recurrence relation :
  • $d_{1, j} = a_j$
  • $d_{i, j} = \sum_{k = 1}^j d_{i - 1, k} \ (i \ge 2)$

You are given integers $n$ and $m$. Please calculate the value of $d_{n, m}$.
Since the answer can be large number, print the answer modulo $998,244,353$.
Can you solve this problem???

Input

The input is given from standard input in the following format.

$n \quad m$

Output

  • Print $d_{n, m}$ modulo $998,244,353$.

Constraints

  • $1 \le n \le 200,000$
  • $1 \le m \le 10^{18}$

Subtasks

Subtask 1 [ $100$ points ]
  • The testcase in this subtask satisfies $1 \le n, m \le 3,000$.
Subtask 2 [ $170$ points ]
  • The testcase in this subtask satisfies $1 \le m \le 200,000$.
Subtask 3 [ $230$ points ]
  • The testcase in this subtask satisfies $1 \le n \le 3$.
Subtask 4 [ $420$ points ]
  • The testcase in this subtask satisfies $1 \le n \le 1000$.
Subtask 5 [ $480$ points ]
  • There are no additional constraints.

Sample Input 1

4 7

Sample Output 1

176
The sequence is following:
$d_{i, 1}$ $d_{i, 2}$ $d_{i, 3}$ $d_{i, 4}$ $d_{i, 5}$ $d_{i, 6}$ $d_{i, 7}$
$d_1$ 1 1 2 3 5 8 13
$d_2$ 1 2 4 7 12 20 33
$d_3$ 1 3 7 14 26 46 79
$d_4$ 1 4 11 25 51 97 176

As a result, the answer is $d_{4, 7} = 176$.

Sample Input 2

12 20

Sample Output 2

174174144
Interesting number. It only contains $1$, $4$ and $7$.

Sample Input 3

16 30

Sample Output 3

102292850
You can calculate that $d_{16, 30} = 1,193,004,294,685$.
Please don't forget printing the answer mod $998,244,353$.
Writer：square1001
配点： $1400$ 点

問題文

次のような数列があります。
  • $a_1=a_2=1$, $a_{k+2}=a_{k+1}+a_k \ (k \ge 1)$

E869120は, この数列を使って次のように数列 $d_1, d_2, d_3, \dots , d_n$ を定義することにしました。
  • $d_{1, j} = a_j$
  • $d_{i, j} = \sum_{k = 1}^j d_{i - 1, k} \ (i \ge 2)$

整数 $n, m$ が与えられます。そのとき, $d_{n, m}$ の値を求めてください。
ただし, 答えが非常に大きくなることがあるので, $998,244,353$ で割った余りを求めてください。
あなたはこの問題が解けますか???

入力

入力は以下の形式で標準入力から与えられる。

$n \quad m$
  • 1行目には, 整数 $n, m$ が空白区切りで与えられる。

出力

  • $d_{n, m}$ を $998,244,353$ で割った余りを求めなさい。

制約

  • $1 \le n \le 200,000$
  • $1 \le m \le 10^{18}$

小課題

小課題1 [ $100$ 点 ]
  • $1 \le n, m \le 3,000$ を満たす。
小課題2 [ $170$ 点 ]
  • $1 \le m \le 200,000$ を満たす。
小課題3 [ $230$ 点 ]
  • $1 \le n \le 3$ を満たす。
小課題4 [ $420$ 点 ]
  • $1 \le n \le 1000$ を満たす。
小課題5 [ $480$ 点 ]
  • 追加の制約はない。

入力例1

4 7

出力例1

176
以下のような数列になっています。
$d_{i, 1}$ $d_{i, 2}$ $d_{i, 3}$ $d_{i, 4}$ $d_{i, 5}$ $d_{i, 6}$ $d_{i, 7}$
$d_1$ 1 1 2 3 5 8 13
$d_2$ 1 2 4 7 12 20 33
$d_3$ 1 3 7 14 26 46 79
$d_4$ 1 4 11 25 51 97 176

よって, $d_{4, 7} = 176$ となり, これが答えとなります。

入力例2

12 20

出力例2

174174144

入力例3

16 30

出力例3

102292850
$d_{16, 30} = 1,193,004,294,685$ なので, これを $998,244,353$ で割った余りは $102,292,850$ です。
問題文担当者：square1001