和上题一样,但K较大,不能直接用矩阵来写。这个矩阵必定是这个形式的。
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
分成对角线上元素B与非对角线上元素A
k: 1 2 3 4 ...
A: 1 2 7 20...
B: 0 3 6 21...
按上题经验,我们可以知道,B才是要求的。那么
Bn=(k-1)An-1
An=(k-2)An-1+Bn-1
于是可以得到
An=(k-2)An-1+(k-1)*An-2.这里就可以使用到矩阵连乘了。
可以通过A求得B。注意,这里能用的只能是K-1种颜色,因为中间一种颜色已不可用。于是,按上题同样的思路即可。
PS:今天不知为什么,内心特别烦闷。这道题的思路,昨天就想到的,本以为留着今天来写。可是,没想到,一点心情也没有。。。以后也不做这种蠢事,一定要一有思路,马上就写。。。。
贴个别人的代码吧。。(他是求出了Bn的表达式的,但我找不出来)
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<vector>
#define P 1000000007
#define MAXM 2
#define MAXN 32000
typedef long long LL;
using namespace std;
bool p[MAXN];
vector<int> factor;
vector<int> prime;
struct Matrix {
LL mat[MAXM][MAXM];
void Zero() {
memset(mat, 0, sizeof(mat));
}
void Unit() {
Zero();
mat[0][0] = mat[1][1] = 1;
}
void Build(int k) {
Zero();
mat[0][1] = 1;
mat[0][0] = k - 2;
mat[1][0] = k - 1;
}
};
Matrix operator *(Matrix &a, Matrix &b) {
int i, j, k;
Matrix tmp;
tmp.Zero();
for (i = 0; i < MAXM; i++) {
for (j = 0; j < MAXM; j++) {
for (k = 0; k < MAXM; k++)
tmp.mat[i][j] += a.mat[i][k] * b.mat[k][j];
tmp.mat[i][j] %= P;
}
}
return tmp;
}
Matrix operator ^(Matrix a, int k) {
Matrix tmp;
for (tmp.Unit(); k; k >>= 1) {
if (k & 1)
tmp = tmp * a;
a = a * a;
}
return tmp;
}
void Factor(int n) {
int i;
factor.clear();
for (i = 1; i * i < n; i++) {
if (n % i == 0) {
factor.push_back(i);
factor.push_back(n / i);
}
}
if (i * i == n)
factor.push_back(i);
}
LL ExtGcd(LL a, LL b, LL &x, LL &y) {
LL t, d;
if (b == 0) {
x = 1;
y = 0;
return a;
}
d = ExtGcd(b, a % b, x, y);
t = x;
x = y;
y = t - a / b * y;
return d;
}
LL InvMod(LL a, LL n) {
LL x, y;
ExtGcd(a, n, x, y);
return (x % n + n) % n;
}
int Count(int x) {
int res, i;
res = x;
for (i = 0; prime[i] * prime[i] <= x; i++) {
if (x % prime[i] == 0) {
res -= res / prime[i];
while (x % prime[i] == 0)
x /= prime[i];
}
}
if (x > 1)
res -= res / x;
return res;
}
LL F(int n, int k) {
LL res;
if (n == 1)
res = 0;
else if (n == 2)
res = (LL) k * (k - 1);
else if (n == 3)
res = (LL) k * (k - 1) % P * (k - 2);
else {
Matrix g;
g.Build(k);
g = g ^ (n - 3);
res = g.mat[0][0] * k % P * (k - 1) % P * (k - 2);
res += g.mat[1][0] * k % P * (k - 1);
}
return res % P;
}
LL Burnside(int n, int k) {
LL ans;
int i;
Factor(n);
for (i = ans = 0; i < (int) factor.size(); i++) {
ans += F(factor[i], k) * Count(n / factor[i]) % P;
if (ans >= P)
ans -= P;
}
return ans * InvMod(n, P) % P;
}
void Init() {
int i, j;
memset(p, true, sizeof(p));
for (i = 2; i < 180; i++) {
if (p[i]) {
for (j = i * i; j < MAXN; j += i)
p[j] = false;
}
}
prime.clear();
for (i = 2; i < MAXN; i++) {
if (p[i])
prime.push_back(i);
}
}
int main() {
int n, k;
Init();
while (~scanf("%d%d", &n, &k))
printf("%I64d\n", Burnside(n, k - 1) * k % P);
return 0;
}