求:3^0 + 3^1 +...+ 3^(N) mod 1000000007

Input

输入一个数N(0 <= N <= 10^9)

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输出:计算结果

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3

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40

首先:3^0 + 3^1 +...+ 3^(N) ,利用等比数列前N项和公式 :原式=(3^(n+1)-1)/2;

这题就转化为了求:((3^(n+1)-1) / 2 )%1000000007;

由(A / B)% C=A x (B在模C条件下的逆元)%C;      这里A =(3^(n+1)-1),B=2;

#include<iostream>
typedef long long ll;
using namespace std;
const ll MOD=1000000007;
ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y){
	ll t,d;
	if(b==0){
		x=1;
		y=0;
		return a;
	}
	d=exgcd(b,a%b,x,y);
	t=x;
	x=y;
	y=t-(a/b)*y;
	return d;
}
ll modv(ll a,ll mod){
	ll x,y;
	if(exgcd(a,mod,x,y)==1)
	return (mod+x%mod)%mod;
	return -1;
}
ll qmod(ll a,ll b,ll c){
	ll ans=1;
	while(b){
		if(b&1) 
		ans=(ans*a)%c;
		b>>=1;
		a=(a*a)%c;
	}
	return ans;
}
int main(){
	ll t;
	while(cin>>t){        //A=3^(n+1) B=2; 
		ll m=modv(2,MOD); //B在模MOD条件下的逆元 
		                  //A/B%C = A*(B对MOD的逆元)%C; 
	   	cout<<(qmod(3,t+1,MOD)-1)*m%MOD<<endl; 
	                      //(3^(n+1)/2)%MOD = (3^(n+1))*B逆%MOD 
	}                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
	return 0;
}