Educational Codeforces Round 7 F - The Sum of the k-th Powers 拉格朗日插值
There are well-known formulas: ,
,
. Also mathematicians found similar formulas for higher degrees.
Find the value of the sum modulo 109 + 7 (so you should find the remainder after dividing the answer by the value 109 + 7).
The only line contains two integers n, k (1 ≤ n ≤ 109, 0 ≤ k ≤ 106).
Print the only integer a — the remainder after dividing the value of the sum by the value 109 + 7.
4 1
10 拉格朗日插值:本质就是通过给定函数的n个点,求未知自变量的函数值;万能公式
细节:题目中给了k前几项的n的通项公式,其中n的最高次为k + 1次;由拉格朗日插值的构造多项式知,当代入k个点时,得到的是k - 1次多项式,
所以要得到最终的k + 1次多项式就需要先求出在函数中的k+2,这样就可以按照得到的多项式代入n求出最终的结果;![]()
pi就是已知点的函数值,原本得到的k + 1次多项式n是x才对,这里直接将n替换成了x,得到的就是最终的结果;因为我们知道最终的多项式的次数(关键)
实现细节: 对内层阶乘先预处理出来,但是里面并不是连续的阶乘,需要用到乘法逆元,即欧拉函数推导式;至于分母的正负,可以求完逆元之后在判断(这并没有证明)
时间复杂度:对于n小于maxn时,其实是可以直接求的,时间复杂度为O(maxn*log(maxn));但是当n接近1e9时,一定要用拉格朗日插值法,时间复杂度为O(klog(k));
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef __int64 ll;
const int mod = 1e9 + ;
const int maxn = 1e6 + ;
ll p[maxn],fac[maxn];
ll pow_mod(ll a,ll n)
{
ll ans = ;
while(n){
if(n & ) ans = ans*a%mod;
a = a*a%mod;
n >>= ;
}
return ans;
}
int main()
{
int n,k;
scanf("%d%d",&n,&k);
p[] = ;
for(int i = ;i <= k + ;i++)
p[i] = (p[i - ] + pow_mod(i,k))%mod;
if(n <= k + )
return printf("%I64d",p[n]),;
fac[] = ;
for(int i = ;i <= k + ;i++)
fac[i] = fac[i - ]*i%mod;
ll t = ;
for(int i = ;i <= k+; i++)
t = (n - i)*t%mod;
ll ans = ;
for(int i = ;i <= k + ;i++){
ll t1 = pow_mod(fac[i-]*fac[k+-i]%mod,mod - );//求解逆元
ll t2 = pow_mod(n-i,mod - )%mod;
if((k+-i)&) t1 = -t1;
ans = (ans + p[i]*t%mod*t2%mod*t1%mod + mod)%mod;
}
cout<<ans;
}
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