看到这个式子,心里就很不爽啊!

这要怎么搞啊!

先贴个证明的方法:猜想的公式的证明

首先呢,题目中其实给的是三组样例哦

n=1,m=3,ans=4

n=1,m=2,ans=3

n=2,m=3,ans=13

有没有发现,当n变大一位的时候,ans变大得很多很多

尤其是n和m都是这么大的值的时候,这个题必定是个公式题

那么,我们来猜测一发公式吧!


看到ans=13,会想到13是怎么来的?

           27-1

13 = ---------  对吧

              2

因为13是个素数,所以这是它唯一可以分解的形式了

那么看分子,27是个什么?3的3次方,那么跟n=2,m=3有什么关系呢?

再看看ans=4

            9-1

4 = --------------

              2

ans=3

            4-1

3 = --------------

              1


所以可以猜测得到公式了:

               m^(n+1) - 1

ans = ---------------------

                    m-1


注意,这个值是很大的数值

首先要有快速幂

然后,因为有取模运算,所以除法要变成乘法,也就是说:需要计算(m-1)对于1e9+7这个素数的逆元

也就是(m-1)^(p-2)次方

素数的一个性质,当p为素数时,x^(p-1)同余于1对于任意x都成立


代码如下:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define LL __int64
LL n,m,mod,ans;

LL quickpow(LL a,LL b,LL p){
    LL ans=1;
    while(b){
        if (b%2) ans=ans*a%p;
        a=a*a%p;
        b>>=1;
    }
    return ans;
}

LL getniyuan(LL x,LL p,LL mod){
    return quickpow(x,p-2,mod);
}

int main(){
    mod=1e9+7;
    int t;
    scanf("%d",&t);
    while(t--){
        scanf("%I64d%I64d",&n,&m);
        LL fenzi=(quickpow(m,n+1,mod)+mod-1)%mod;
        LL niyuan=getniyuan(m-1,mod,mod);
        printf("%I64d\n",fenzi*niyuan%mod);
    }
    return 0;
}