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#P17688. [IO 2025 #2] 失物招领处

[IO 2025 #2] 失物招领处

题目描述

在整理好公交线路后,市长决定为城市增添一些现代气息:在顿河畔罗斯托夫最西边的列文佐夫卡地区建设高速有轨电车。由于缺乏相关经验,他们决定把电车线路建成一条直线。这样就不需要转弯,基础设施的建设也会更简单。

然而,新的问题出现了:失物招领处应该设在哪里?这个问题比乍看之下更加重要。人们在上下电车时总会遗失东西:购买的商品、背包、钥匙、手机……于是,许多乘客留下了自己的物品,又不得不去寻找它们。

市长知道自己应该关心市民,因此决定把失物招领处设在一个距离其他车站尽可能“近”的车站上。但事情并不简单:有些车站比另一些车站更受欢迎。一个客流较少的车站可能离其他车站更近,却因为到访人数少而不够方便;另一个车站可能稍远,但由于客流更多,反而更合适。

这座城市有史以来最优秀的城市规划实习生提出了一个合理的方法:给每个车站赋予一个受欢迎程度 pip_i。应该选择一个车站 ii,使它到其他各车站 jj 的距离乘以对应的受欢迎程度 pjp_j 后,所得总和最小。这样,失物招领处就能尽可能靠近最受欢迎的车站。

具体来说,车站按坐标递增的顺序编号为 1,2,…,n1,2,\ldots,n,车站 ii 的坐标为 aia_i。你需要找到使下式最小的车站 ii:

∑j≠ipj∣ai−aj∣.\sum_{j\ne i}p_j|a_i-a_j|.

请帮助这位实习生找到答案。

输入格式

第一行包含一个整数 nn,表示线路上的车站数量,满足 2≤n≤3⋅1052\le n\le3\cdot10^5。

第二行包含 nn 个整数 a1,a2,…,ana_1,a_2,\ldots,a_n,表示各车站在直线上的坐标。保证坐标严格递增,任意两个车站的位置不同。

第三行包含 nn 个整数 p1,p2,…,pnp_1,p_2,\ldots,p_n,表示各车站的受欢迎程度。

所有 aia_i 和 pip_i 都是正整数,且不超过 10610^6。

输出格式

输出一个整数,表示应该设置失物招领处的车站编号。如果多个车站都能使加权距离总和最小,输出其中编号最小的车站。

4
1 3 5 12
8 3 4 1
1
5
1 8 12 14 15
2 2 2 2 2
3

提示

符号 ∑\sum 称为求和符号。条件 j≠ij\ne i 表示对所有下标不等于 ii 的项求和,也就是:

$$\sum_{j\ne i}p_j|a_i-a_j| =p_1|a_i-a_1|+\cdots+p_{i-1}|a_i-a_{i-1}|+p_{i+1}|a_i-a_{i+1}|+\cdots+p_n|a_i-a_n|.$$

在第一个样例中:

  • 如果把失物招领处设在车站 11,总和为 3⋅2+4⋅4+1⋅11=333\cdot2+4\cdot4+1\cdot11=33。
  • 如果设在车站 22,总和为 8⋅2+4⋅2+1⋅9=338\cdot2+4\cdot2+1\cdot9=33。
  • 如果设在车站 33,总和为 8⋅4+3⋅2+1⋅7=458\cdot4+3\cdot2+1\cdot7=45。
  • 如果设在车站 44,总和为 8⋅11+3⋅9+4⋅7=1438\cdot11+3\cdot9+4\cdot7=143。

根据相等时选择较小编号的规则,应把失物招领处设在车站 11。