In mathematics, Fibonacci numbers or Fibonacci series or Fibonacci sequence are the numbers of the following integer sequence:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, ...

By definition, the first two numbers in the Fibonacci sequence are 1 and 1, and each subsequent number is the sum of the previous two. In mathematical terms, the sequence Fn of Fibonacci numbers is defined by the recurrence relation Fn = Fn - 1 + Fn - 2 with seed values F1 = 1 and F2 = 1.

And your task is to find ΣFiK, the sum of the K-th power of the first N terms in the Fibonacci sequence. Because the answer can be very large, you should output the remainder of the answer divided by 1000000009.

Input

There are multiple test cases. The first line of input is an integer T indicates the number of test cases. For each test case:

There are two integers N and K (0 <= N <= 1018, 1 <= K <= 100000).

Output

For each test case, output the remainder of the answer divided by 1000000009.

Sample Input

5
10 1
4 20
20 2
9999 99
987654321987654321 98765

Sample Output

143
487832952
74049690
113297124
108672406

Hint

The first test case, 1 + 1 + 2 + 3 + 5 + 8 + 13 + 21 + 34 + 55 = 143.

The second test case, 120 + 120 + 220 + 320 =3487832979, and 3487832979 = 3 * 1000000009 + 487832952, so the output is 487832952.

题意:求前n项k次的斐波那契数列和 并模1e9+9 其中 \(n <= 10^{18} \), \(k <= 10^5 \)

思路:这题拿到手很快就想到使用矩阵进行快速幂取模求解,但问题是如果k的数值小一些——那就可以直接构造矩阵储存各个幂次并进行求解了。但1e5级别的高次幂显然要求用另外的方法。事实上这是道数论题。首先从斐波那契数列的通项公式上,\(fib(n)=\frac{1}{\sqrt{5}} [(\frac{1+\sqrt{5}}{2})^n-(\frac{1-\sqrt{5}}{2})^n] \),由于模的是素数,而且5恰好是模1e9+9的二次剩余,故我们使用\(x^2\equiv{5}\pmod{1000000009}\)的解代替其中的\(\sqrt{5}\),对中括号中的对称式子先进行k次幂的运算,再使用二次项展开,合并相同系数的项后可以发现就是求0到k次等比数列和,注意其中的分母全部要转换成逆元。

具体题目上我们先预处理所有的阶乘和对称式子,而逆元的计算直接使用费马小定理即可。

这题是zju的校赛题,看记录5个小时里还是有挺多人写出来的。

感觉好难orz,自己好菜,但是还是学到挺多的。

/** @Date    : 2017-03-18-15.39
* @Author : Lweleth (SoungEarlf@gmail.com)
* @Link : https://github.com/
* @Version :
*/
#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define PII pair
#define MP(x, y) make_pair((x),(y))
#define fi first
#define se second
#define PB(x) push_back((x))
#define MMG(x) memset((x), -1,sizeof(x))
#define MMF(x) memset((x),0,sizeof(x))
#define MMI(x) memset((x), INF, sizeof(x))
using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int N = 1e5+20;
const double eps = 1e-8;
const LL mod = 1e9 + 9;
const LL trem = 383008016;
LL fac[N], le[N], ri[N]; LL fpow(LL a, LL n)
{
LL res = 1;
while(n > 0)
{
if(n & 1)
res = res * a % mod;
a = a * a % mod;
n >>= 1;
}
return res;
} LL Inv(LL x)
{
return fpow(x, mod - 2);
} void init()
{
LL tinv = Inv(2); fac[0] = 1;
le[0] = ri[0] = 1;
LL l = ((1 + trem + mod)%mod) * tinv % mod;
LL r = ((1 - trem + mod)%mod) * tinv % mod;
for(LL i = 1; i < N; i++)
fac[i] = fac[i - 1] * i % mod;
for(int i = 1; i < N; i++)
{
le[i] = le[i - 1] * l % mod;
ri[i] = ri[i - 1] * r % mod;
//cout << le[i] <<" " << ri[i] << endl;
}
}
int T;
LL n, k;
int main()
{
init();
cin >> T;
while(T--)
{
scanf("%lld%lld", &n, &k);
LL ans = 0;
for(int i = 0; i <= k; i++)
{
LL flag = 1;
if((k - i) % 2)
flag = -1;
LL t = le[i] * ri[k - i] % mod;
LL d = fac[k - i] * fac[i] % mod;
LL c = fac[k] * Inv(d) % mod;
/*--*/
LL x = (t * (1 - fpow(t, n)) % mod) * Inv(1 - t) % mod;
if(t == 1)
x = n % mod;
ans = (ans + flag * c * x ) % mod;
ans = (ans + mod) % mod;
//cout << t << endl;
}
ans = (ans * fpow(Inv(trem) % mod, k) + mod) % mod;
printf("%lld\n", ans);
}
return 0;
}

ZOJ 3774 Fibonacci的K次方和的更多相关文章

  1. 计算1至n的k次方的和

    package com.ywx.count; import java.util.Scanner; /** * @author Vashon * date:20150410 * 题目:计算1至n的k次方 ...

  2. ZOJ 2723 Semi-Prime ||ZOJ 2060 Fibonacci Again 水水水!

    两题水题: 1.如果一个数能被分解为两个素数的乘积,则称为Semi-Prime,给你一个数,让你判断是不是Semi-Prime数. 2.定义F(0) = 7, F(1) = 11, F(n) = F( ...

  3. 用积分方法求K次方和数列公式

    这是我很早以前在高中时发现的一个通用计算K次方和数列公式的方法,很特别的地方是用了微积分中的积分方法.目前我还没有发现有谁提出和我一样的方法,如果哪位读者有相关发现,麻烦告知我. 大家很多人都知道高斯 ...

  4. [zoj 3774]Power of Fibonacci 数论(二次剩余 拓展欧几里得 等比数列求和)

    Power of Fibonacci Time Limit: 5 Seconds      Memory Limit: 65536 KB In mathematics, Fibonacci numbe ...

  5. Fibonacci数列的幂和 zoj 3774

    题目大意: 求斐波那契数列前n项的k次幂和  Mod 1000000009.    n<=1e18, k<=1e5 这题的k比较大,所以不能用矩阵乘法来递推.学到了新姿势...  http ...

  6. ZOJ 2672 Fibonacci Subsequence(动态规划+hash)

    题意:在给定的数组里,寻找一个最长的序列,满足ai-2+ai-1=ai.并输出这个序列. 很容易想到一个DP方程 dp[i][j]=max(dp[k][i])+1. (a[k]+a[i]==a[j], ...

  7. ZOJ 3702 Fibonacci

    解题思路: 找规律,不难的,打表 坑的地方在于题目限定条件 and the seed value for G(1) is a random integer t, (t>=1) 虽然都用粗体表示出 ...

  8. zoj 2060 Fibonacci Again(fibonacci数列规律、整除3的数学特性)

    题目链接: http://acm.zju.edu.cn/onlinejudge/showProblem.do?problemCode=2060 题目描述: There are another kind ...

  9. zoj 1828 Fibonacci Numbers

    A Fibonacci sequence is calculated by adding the previous two members of the sequence, with the firs ...

随机推荐

  1. 软工实践-Alpha 冲刺 (7/10)

    队名:起床一起肝活队 组长博客:博客链接 作业博客:班级博客本次作业的链接 组员情况 组员1(队长):白晨曦 过去两天完成了哪些任务 描述: 已经解决登录注册等基本功能的界面. 完成非功能的主界面制作 ...

  2. 《我是一只IT小小鸟》 读书笔记

    <我是一只IT小小鸟>讲述了IT人员的成长经历,邀请了许多名IT行业的职员,学生,研究生写了自己的亲身经历和人生感悟,以书中可以看到我国IT行业的快速进步,以及看到IT员在这条道路上的坎坷 ...

  3. MySQL 日志功能详解

    MySQL日志分类 1:查询日志 :query log     2:慢查询日志:slow_query_log 查询执行时长超过指定时长的查询操作所记录日志     3:错误日志:error log   ...

  4. PAT 甲级 1083 List Grades

    https://pintia.cn/problem-sets/994805342720868352/problems/994805383929905152 Given a list of N stud ...

  5. python接口自动化测试框架实现之操作oracle数据库

    python操作oracle数据库需要使用到cx-oracle库. 安装:pip install cx-oracle python连接oracle数据库分以下步骤: 1.与oracle建立连接: 2. ...

  6. CentOS7 修改分辨率

    1. 修改文件: vi /boot/grub2/grub.cfg 2. 在linux16 开头的哪一行 增加 vga=0x341 修改为1024x768 3. 重启..

  7. eclipse错误:Access restriction: The type 'BASE64Decoder' is not API

    Access restriction: The type ‘BASE64Decoder’ is not API (restriction on required library ‘D:\java\jd ...

  8. SPOJ PGCD

    今天做的一个很有成就感的题目,虽然经过我一个上午的痛苦挣扎,但是我觉得这个时间还是花的挺有意义的. 题目的意思是给你a和b两个数(范围是10^7),从1-a选一个数x,从1-b中间选择一个数,问你能选 ...

  9. CF464C-Substitutes in Number

    题意 开始给出一个长为\(n\)的数字串,有\(m\)次操作按顺序执行,每次把当前数字串中的某一个数码替换成一个数字串\(t\)(可以为空或多位),最后问操作结束后的数字串十进制下模\(10^9+7\ ...

  10. (转)java web自定义分页标签

    转载至http://liuxi1024.iteye.com/blog/707784 效果如图: 1.JSP规范1.1版本后增加了自定义标签库.实现自定义标签的步骤 (1)开发自定义标签处理类. (2) ...