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简化题意: 给定 n , G n,G n,G,求 G ∑ d ∣ n C n d m o d 999911659 G^{\sum_{d|n}C_{n}^{d}}mod_{}999911659 G∑d∣nCndmod999911659。
发现指数可能非常大,而模数为质数,此时可以考虑运用扩展欧拉定理来化简。
对于此题 G ∑ d ∣ n C n d m o d 999911659 = G ∑ d ∣ n C n d m o d 999911658 m o d 999911659 G^{\sum_{d|n}C_{n}^{d}}mod_{}999911659=G^{\sum_{d|n}C_{n}^{d}mod_{}999911658}mod_{}999911659 G∑d∣nCndmod999911659=G∑d∣nCndmod999911658mod999911659。
而发现 999911658 999911658 999911658 却不是质数,此时可以先对其质因数分解,若其质因数的指数均为 1 1 1,那就好办了。可以运用中国剩余定理来求解。
具体的,对于此题,可以得到如下同余方程组:
{ x ≡ ∑ d ∣ n C n d ( m o d 2 ) x ≡ ∑ d ∣ n C n d ( m o d 3 ) x ≡ ∑ d ∣ n C n d ( m o d 4679 ) x ≡ ∑ d ∣ n C n d ( m o d 35617 ) \left\{\begin{matrix}x\equiv\sum_{d|n}C_{n}^{d}(mod_{}2) \\x\equiv\sum_{d|n}C_{n}^{d}(mod_{}3) \\x\equiv\sum_{d|n}C_{n}^{d}(mod_{}4679) \\x\equiv\sum_{d|n}C_{n}^{d}(mod_{}35617) \end{matrix}\right. ⎩ ⎨ ⎧x≡∑d∣nCnd(mod2)x≡∑d∣nCnd(mod3)x≡∑d∣nCnd(mod4679)x≡∑d∣nCnd(mod35617)
然后就可以运用 Lucas 定理求出这些组合数之和,再上 CRT 求出 x x x,答案就是 G x m o d 999911659 G^xmod_{}999911659 Gxmod999911659。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
const int N=50010,Mod=999911659,mod=999911658;int n,G,fac[N],infac[N],prime[N],cnt,d[N],tot,a[N];int qpow(int a,int b,int p){//快速幂int res=1;while(b){if(b&1) res=res*a%p;b>>=1,a=a*a%p;}return res;
}void solve(int x){//对mod质因数分解for(int i=2;i*i<=mod;i++){if(x%i==0){prime[++cnt]=i;while(x%i==0) x/=i;}}if(x!=1) prime[++cnt]=x;
}void divide(int x){//求n的约数for(int i=1;i*i<=n;i++){if(n%i==0){d[++tot]=i;if(i!=n/i) d[++tot]=n/i;}}
}void init(int p){//预处理模p意义下的组合数fac[0]=1;for(int i=1;i<=p;i++) fac[i]=fac[i-1]*i%p;infac[p]=0,infac[p-1]=qpow(fac[p-1],p-2,p);for(int i=p-2;i>=0;i--) infac[i]=infac[i+1]*(i+1)%p;
}int C(int n,int m,int p){if(n<m) return 0;return fac[n]*infac[m]%p*infac[n-m]%p;
}int Lucas(int n,int m,int p){//Lucas定理求组合数if(m==0) return 1;return C(n%p,m%p,p)*Lucas(n/p,m/p,p)%p;
}void cal(int x){//求每个数的那个sigmainit(prime[x]);for(int i=1;i<=tot;i++){a[x]=(a[x]+Lucas(n,d[i],prime[x]))%prime[x];}
}int CRT(){//中国剩余定理int ans=0;for(int i=1;i<=cnt;i++){int m=mod/prime[i],inv=qpow(m,prime[i]-2,prime[i]);ans=(ans+a[i]%mod*m%mod*inv%mod)%mod;}return (ans+mod)%mod;
}signed main(){ios::sync_with_stdio(false);cin>>n>>G;if(G%Mod==0){cout<<0<<endl;return 0;}solve(mod),divide(n);for(int i=1;i<=cnt;i++) cal(i);cout<<qpow(G,CRT(),Mod)<<endl;//终于搞定了TATreturn 0;
}