【51nod 1013】3的幂的和

基准时间限制:1 秒 空间限制:131072 KB 分值: 20  难度:3级算法题
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求:3^0 + 3^1 +...+ 3^(N) mod 1000000007
Input
输入一个数N(0 <= N <= 10^9)
Output
输出:计算结果
Input示例
3
Output示例
40

根据等比公式的前n项和可得答案应该为((3^(n+1)-1)/2)%1000000007;但是数据太大了,对于大数相除并取余,我们常见的方法是直接用逆元来求解,例如,(a/b)%mod=((a%mod)*(b在mod下面的逆元)),这样答案就出来了。

逆元可以用扩展欧几里得来求解。在这就不多赘述了。

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
#define mod 1000000007
ll qpow(ll a,ll b)
{
	ll ans=1;
	while(b)
	{
		if(b&1) ans=(ans*a)%mod;
		a=(a*a)%mod;
		b>>=1; 
	}
	return ans;
}
void exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y)
{
	if(!b)
	{
		x=1;
		y=0;
		return ;
	}
	exgcd(b,a%b,x,y);
	ll t=x;
	x=y;
	y=t-(a/b)*y;
}
ll inv(ll a)
{
	ll x,y;
	exgcd(a,mod,x,y);
	return (mod+x%mod)%mod;
}
int main()
{
	ll n;
	cin>>n;
	cout<<(((qpow(3,n+1)-1)%mod)*inv(2))%mod<<endl;
	return 0;
}

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