1228 序列求和
3 秒 131,072 KB 160 分 6 级题
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。
输入
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)
输出
共T行,对应S(n) Mod 1000000007的结果。
输入样例
3
5 3
4 2
4 1
输出样例
225
30
10
求自然数的幂和,有一个基于伯努利数的公式。
于是线性处理出每一项,那么每个case就是线性求解了。
伯努利数怎么计算呢?
首先B0=1,然后有
将Bn提取出来,得到
这样就能递推伯努利数了。
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 2010; const int N = 2005; typedef long long ll; const ll mod = 1e9 + 7; ll inv[maxn], b[maxn], fac[maxn]; ll fiv[maxn]; ll qpow(ll a, ll b) { ll ans = 1; while (b) { if (b & 1) { ans = (ans * a) % mod; } a = (a * a) % mod; b >>= 1; } return ans % mod; } ll C(ll n, ll m) { return fac[n] * fiv[m] % mod * fiv[n - m] % mod; } int main() { b[0] = 1; inv[1] = 1, fac[0] = 1,fiv[0] = 1; for (int i = 2; i <= N; i++) { inv[i] = (mod - mod / i) * inv[mod % i] % mod; } for (int i = 1; i <= N; i++) { fac[i] = fac[i - 1] * i % mod; fiv[i] = qpow(fac[i], mod - 2); } for (int i = 1; i <= N; i++) { ll sum = 0; for (int j = 0; j < i; j++) { sum = (sum + C(i + 1, j) * b[j]) % mod; } b[i] = -inv[i + 1] * sum; b[i] = (b[i] % mod + mod) % mod; } ll T, n, k; cin >> T; while (T--) { cin >> n >> k; ll p = (n + 1) % mod; ll mul = p; ll ans = 0; for (int i = 1; i <= k + 1; i++) { ans = (ans + C(k + 1, i) * b[k + 1 - i] % mod * mul % mod) % mod; mul = mul * p % mod; } cout << ans * inv[k + 1] % mod << endl; } return 0; }