伯努利数应用
来源:互联网 发布:java ssh书籍推荐 编辑:程序博客网 时间:2024/06/18 11:13
上一次讲了一下什么是自然数幂和以及求法,但是个算法的时间复杂度是
不能解决一些题目,那么我就借助一下例题说一下伯努利数。
51NOD 1228 序列求和
T(n) = n^k,S(n) = T(1) + T(2) + …… T(n)。给出n和k,求S(n)。
例如k = 2,n = 5,S(n) = 1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2 + 5^2 = 55。
由于结果很大,输出S(n) Mod 1000000007的结果即可。
Input
第1行:一个数T,表示后面用作输入测试的数的数量。(1 <= T <= 5000)
第2 - T + 1行:每行2个数,N, K中间用空格分割。(1 <= N <= 10^18, 1 <= K <= 2000)
Output
共T行,对应S(n) Mod 1000000007的结果。
Input示例
3
5 3
4 2
4 1
Output示例
225
30
10
解题思路分析:
这个题目因为
伯努利数是18世纪瑞士数学家雅各布·伯努利引入的一个数。设伯努利数为
一般地,当
那么 我现在给出 求
这个公式的复杂度是
其实这个公式中的大多数都是可以通过初始化来得到的,比如说 组合数
都可以初始化一个数组来得到,然后就是比较复杂的 ”伯努利数“ 了,那么刚才介绍 伯努利数
的时候已经把公式给出了:
这个公式很多东西也是可以初始化得到的,
那么现在就可以写了,需要注意的是 在
/**2016 - 08 - 07 下午Author: ITAKMotto:今日的我要超越昨日的我,明日的我要胜过今日的我,以创作出更好的代码为目标,不断地超越自己。**/#include <iostream>#include <cstdio>#include <cstring>#include <cstdlib>#include <cmath>#include <vector>#include <queue>#include <algorithm>#include <set>using namespace std;typedef long long LL;typedef unsigned long long ULL;const LL INF = 1e9+5;const int MAXN = 2e3+5;const LL MOD = 1e9+7;const double eps = 1e-7;const double PI = acos(-1);using namespace std;LL c[MAXN][MAXN], Inv[MAXN], B[MAXN];void Exgcd(LL a, LL b, LL &x, LL &y){ if(b == 0) { x = 1; y = 0; return ; } LL x1, y1; Exgcd(b, a%b, x1, y1); x = y1; y = x1 - (a/b)*y1;}void Get_Fac(){ for(int i=0; i<MAXN; i++) { c[i][0] = 1; c[i][i] = 1; } for(int i=1; i<MAXN; i++) for(int j=1; j<=i; j++) c[i][j] = (c[i-1][j]+c[i-1][j-1])%MOD;}void Get_Inv(){ for(int i=1; i<MAXN; i++) { LL x, y; Exgcd(i, MOD, x, y); x = (x%MOD+MOD)%MOD; Inv[i] = x; }}LL quick_MOD(LL a, LL b){ LL ans = 1; while(b) { if(b & 1) ans = (ans*a)%MOD; b>>=1; a = (a*a)%MOD; } return ans;}void Get_Bonuli(){ B[0] = 1; for(int i=1; i<MAXN-1; i++) { LL tmp = 0; for(int j=0; j<i; j++) tmp = (tmp+c[i+1][j]*B[j])%MOD; B[i] = tmp; B[i] = B[i]*(-Inv[i+1]); B[i] = (B[i]%MOD+MOD)%MOD; }}void Init(){ Get_Fac(); Get_Inv(); Get_Bonuli();}int main(){ Init(); int T, k; LL n; scanf("%d",&T); while(T--) { scanf("%lld%d",&n,&k); n++; n %= MOD; LL ans = 0; for(int i=1; i<=k+1; i++) { ans = (ans+((c[k+1][i]*B[k+1-i])%MOD)*quick_MOD(n,(LL)i))%MOD; ans = (ans%MOD+MOD)%MOD; } ans = ans*Inv[k+1]; ans = (ans%MOD+MOD)%MOD; printf("%lld\n",ans); } return 0;}
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