题意1.1:

求\(\sum_{i=1}^n Fib^m\mod 1e9+9\),\(n\in[1, 1e9], m\in[1, 1e4]\)

思路1.1

我们首先需要知道斐波那契数列的通项是:\(Fib_i = \frac{\sqrt5}{5}[(\frac{1+\sqrt5}{2})^i-(\frac{1-\sqrt5}{2})^i]\),因为取模是个质数,我们可以用二次剩余定理得到\(\sqrt5 \mod 1e9+9 = 383008016\),然后就可以得到\(\frac{\sqrt5}{5}, \frac{1+\sqrt5}{2},\frac{1-\sqrt5}{2}\)的取模的整数值,我们记为\(s =\frac{\sqrt5}{5}, r_1=\ \frac{1+\sqrt5}{2},r_2= \frac{1-\sqrt5}{2}\)。那么

\[\sum_{i=1}^nFib_i^m = \sum_{i=1}^ns^m(r_1^i - r_2^i)^m = s^m\sum_{i=1}^n\sum_{r=0}^m[(-1)^rC_m^rr_1^{i(m-r)}r_2^{ir}]
\]

因为\(n\)太大了,所以我们还要继续化简:

\[ s^m\sum_{i=1}^n\sum_{r=0}^m[(-1)^rC_m^rr_1^{i(m-r)}r_2^{ir}] = s^m\sum_{r=0}^m[(-1)^rC_m^r\sum_{i=1}^n(r_1^{i(m-r)}r_2^{ir})]
\]

因为\(\sum_{i=1}^n(r_1^{i(m-r)}r_2^{ir})\)是个等比数列,故我们假设\(q_r = r_1^{m-r}r_2^{r}\),则由等比数列性质可得:

\[s^m\sum_{r=0}^m[(-1)^rC_m^r\sum_{i=1}^n(r_1^{i(m-r)}r_2^{ir})]= s^m\sum_{r=0}^m[(-1)^rC_m(q_r\frac{1-q_r^n}{1-q_r})]
\]

推到这里就结束了,直接求解。

题意1.2

牛客传送门

求\(\sum_{i=1}^n Fib^m\mod 1e9\),\(n\in[1, 1e9], m\in[1, 1e4]\)

思路1.2

因为取模是个合数,那就不能二次剩余定理了。斐波那契数列的取模是有循环节的,斐波那契数列幂次的取模循环节和原数列取模循环节相同,那么我们直接暴力找到循环节,然后求解,最后用中国剩余定理合在一起即可。

代码:

//zoj3774
#include<map>
#include<set>
#include<queue>
#include<stack>
#include<ctime>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<vector>
#include<cstring>
#include<sstream>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<unordered_map>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
const int maxn = 100000 + 5;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const ull seed = 131;
const ll MOD = 1000000009;
using namespace std;
ll fac[maxn], inv[maxn];
ll ppow(ll a, ll b){
ll ret = 1;
while(b){
if(b & 1) ret = ret * a % MOD;
b >>= 1;
a = a * a % MOD;
}
return ret;
}
ll C(int n, int m){
return fac[n] * inv[m] % MOD * inv[n - m] % MOD;
}
void init(int n){
fac[0] = inv[0] = 1;
for(int i = 1; i <= n; i++) fac[i] = fac[i - 1] * i % MOD;
inv[n] = ppow(fac[n], MOD - 2);
for(int i = n - 1; i >= 1; i--) inv[i] = (i + 1LL) * inv[i + 1] % MOD;
}
int main(){
init(100000);
ll n, m;
ll s = 276601605, r1 = 691504013, r2 = 308495997;
// printf("%lld\n", s * (r1 - r2) % MOD);
int T;
scanf("%d", &T);
while(T--){
scanf("%lld%lld", &n, &m);
ll ans = 0;
for(int r = 0; r <= m; r++){
ll q = 1LL * ppow(r1, m - r) * ppow(r2, r) % MOD;
ll sum = 1LL * q * ((ppow(q, n) - 1LL)) % MOD * ppow(q - 1, MOD - 2) % MOD;
if(q == 1) sum = n % MOD; //!!!!!
sum = 1LL * sum * C(m, r) % MOD;
if(r & 1) sum = -sum;
ans = (ans + sum) % MOD;
}
ans = (ans % MOD + MOD) % MOD;
ans = 1LL * ans * ppow(s, m) % MOD;
printf("%lld\n", ans);
}
return 0;
}
//牛客
#include<map>
#include<set>
#include<queue>
#include<stack>
#include<ctime>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<vector>
#include<cstring>
#include<sstream>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
const int maxn = 100000 + 5;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const ull seed = 131;
const ll MOD = 1e9;
using namespace std;
ll mod[2] = {512, 1953125}, a[2];
ll sum[7812500 + 5], fab[7812500 + 5];
int lp[2] = {768, 7812500}; // 循环节
ll ppow(ll a, ll b, ll p){
ll ret = 1;
while(b){
if(b & 1) ret = ret * a % p;
a = a * a % p;
b >>= 1;
}
return ret;
}
void exgcd(ll a, ll b, ll &x, ll &y){
if(b == 0){
x = 1, y = 0;
return;
}
exgcd(b, a % b, x, y);
ll tp = x;
x = y, y = tp - a / b * y;
}
ll CRT(){
ll ans = 0, lcm = 1, x, y;
for(int i = 0; i < 2; i++) lcm *= mod[i];
for(int i = 0; i < 2; i++){
ll tp = lcm / mod[i];
exgcd(tp, mod[i], x, y);
x = (x % mod[i] + mod[i]) % mod[i];
ans = (ans + tp * x * a[i]) % lcm;
}
return (ans % lcm + lcm) % lcm;
}
int main(){
ll n, m;
scanf("%lld%lld", &n, &m);
fab[0] = 0, fab[1] = 1, sum[0] = 0, sum[1] = 1;
for(int i = 2; i <= lp[1]; i++){
fab[i] = (fab[i - 1] + fab[i - 2]) % MOD;
sum[i] = (sum[i - 1] + ppow(fab[i], m, MOD)) % MOD;
}
a[0] = (sum[lp[0]] * (n / lp[0]) + sum[n % lp[0]]) % mod[0];
a[1] = (sum[lp[1]] * (n / lp[1]) + sum[n % lp[1]]) % mod[1];
printf("%lld\n", CRT());
return 0;
}

牛客多校第九场 && ZOJ3774 The power of Fibonacci(二次剩余定理+斐波那契数列通项/循环节)题解的更多相关文章

  1. 牛客多校第九场 A The power of Fibonacci 杜教bm解线性递推

    题意:计算斐波那契数列前n项和的m次方模1e9 题解: $F[i] – F[i-1] – F[i-2] = 0$ $F[i]^2 – 2 F[i-1]^2 – 2 F[i-2]^2 + F[i-3] ...

  2. Cutting Bamboos(2019年牛客多校第九场H题+二分+主席树)

    题目链接 传送门 题意 有\(n\)棵竹子,然后有\(q\)次操作,每次操作给你\(l,r,x,y\),表示对\([l,r]\)区间的竹子砍\(y\)次,每次砍伐的长度和相等(自己定砍伐的高度\(le ...

  3. 2018牛客多校第九场E(动态规划,思维,取模)

    #include<bits/stdc++.h>using namespace std;const long long mod=1000000007,inv=570000004;long l ...

  4. 2019牛客多校第九场AThe power of Fibonacci——扩展BM

    题意 求斐波那契数列m次方的前n项和,模数为 $1e9$. 分析 线性递推乘线性递推仍是线性递推,所以上BM. 由于模数非质数,上扩展版的BM. 递推多少项呢?本地输入发现最大为与前57项有关(而且好 ...

  5. 牛客多校第九场 J Symmetrical Painting 计算几何/扫描线

    题意: 平面上有几个宽度相同的矩形区域被涂黑了,让你找到一条横线横截若干个矩形,把这些黑色部分抠下来一部分使得它们以这条横线为对称轴,求能抠下来的最大面积. 题解: 在随着对称轴上移的过程中,必然有一 ...

  6. 牛客多校第九场 E All men are brothers 并查集/组合论

    题意: 一开始有n人互不认识,每回合有两个人认识,认识具有传递性,也就是相互认识的人组成小团体.现在问你每个回合,挑选四个人,这四个人互不认识,有多少种挑选方法. 题解: 认识不认识用并查集维护即可, ...

  7. 牛客多校第九场 D Knapsack Cryptosystem 背包

    题意: 给你32个物品,给定一个容积,让你恰好把这个背包装满,求出装满的方案 题解: 暴力计算的话,复杂度$2^{32}$肯定会炸,考虑一种类似bsgs的算法,先用$2^{16}$的时间遍历前一半物品 ...

  8. 牛客多校第九场 B Quadratic equation 模平方根

    题意: 已知 $x+y$ $mod$ $q = b$ $x*y$ $mod$ $q = c$ 已知b和c,求x和y 题解: 容易想到$b^2-4c=x^2-2xy+y^2=(x-y)^2$ 那么开个根 ...

  9. 2019牛客多校第九场B Quadratic equation(二次剩余定理)题解

    题意: 传送门 已知\(0 <= x <= y < p, p = 1e9 + 7\)且有 \((x+y) = b\mod p\) \((x\times y)=c\mod p\) 求解 ...

随机推荐

  1. Maven + springboot + mybatis 构建多模块工程

    废话不说先上最终效果:创建一个空项目,再创建一个父项目用来管理各模块并维护各模块关系,简要说明如下: parent模块:主要用来管理以下各模块,和各模块涉及的jar包版本和boot项目入口级的的依赖管 ...

  2. 每天学一点 Vue3(一) CND方式的安装以及简单使用

    简介 感觉vue3的新特性很舒服,这样才是写软件的感觉嘛.打算用Vue实现自己的一些想法. Vue3还有几个必备库,比如Vue-Router(负责路由导航).Vuex(状态管理.组件间通信),还有第三 ...

  3. assert False 与 try 结合 在开发中的使用

    让错误抛出 发现其中的问题 # coding=utf-8 from rest_framework.views import exception_handler from rest_framework. ...

  4. 邮件解析 CNAME记录 A记录 NS记录 MX记录

    域名配置 示例发信配置请至域名 service.i-test.cn DNS服务提供商处添加TXT记录,并保持SPF记录正确,否则会无法发信.*1.所有权验证类型 主机记录 主域名 记录值 状态TXT ...

  5. 4. Linux工作目录切换和文本文件编辑命令

    1.pwd:显示用户当前所处的工作目录 举例:[root@Centos ~]# pwd /root 2.cd:切换工作路径   "cd -"命令返回到上一次所处的目录 " ...

  6. 【疑】checkpoint防火墙双链路负载均衡无法配置权重问题

    现状: 按照上一篇checkpoint疑难中描述,已完成双机+双链路冗余配置 故障现象: 外网出口为200M电信+200M联通,CP上负载权重设置如下 但是在实际使用中发现电信出口流量远大于联通. 调 ...

  7. springsecurity教程一

    可以看这个人的springsecurity省的自己写了 1.springsecurity学习目标 2.1 springsecurity简介 2.2 springsecurity快速入门demo 1): ...

  8. 深入了解JavaScript中基于原型(prototype)的继承机制

    原型 前言 继承是面向对象编程中相当重要的一个概念,它对帮助代码复用起到了很大的作用. 正文 Brendan Eich在创建JavaScript时,没有选择当时最流行的类继承机制,而是借鉴Self,用 ...

  9. Pytest(18)pytest接口自动化完整框架思维导图

    pytest接口自动化完整框架思维导图

  10. PIE模型

    首先,我们需要明确程序的Bug有如下的定义: 1. Fault/Defect 静态的,存在于软件中的缺陷.例如:一段有缺失或者错误的代码. 2. Error 运行时一种不正确的中间状态. 3. Fai ...