9660 - 生成树计数
最近,小栋在无向连通图的生成树个数计算方面有了惊人的进展,他发现:
- n 个结点的环的生成树个数为 n。
- n 个结点的完全图的生成树个数为 n^{n-2} 。
这两个发现让小栋欣喜若狂,由此更加坚定了他继续计算生成树个数的想法,他要计算出各种各样图的生成树数目。
一天,小栋和同学聚会,大家围坐在一张大圆桌周围。小栋看了看,马上想到了生成树问题。如果把每个同学看成一个结点,邻座(结点间距离为 1)的同学间连一条边,就变成了一个环。可是,小栋对环的计数已经十分娴熟且不再感兴趣。于是,小栋又把图变了一下:不仅把邻座的同学之间连一条边,还把相隔一个座位(结点间距离为 2)的同学之间也连一条边,将结点间有边直接相连的这两种情况统称为 有边相连,如图 1 所示。
小栋以前没有计算过这类图的生成树个数,但是,他想起了老师讲过的计算任意图的生成树个数的一种通用方法:构造一个 n\times n 的矩阵 A={ a_{i,j}},其中:
与图 1 相应的 A 矩阵如下所示。为了计算图 1 所对应的生成数的个数,只要去掉矩阵 A 的最后一行和最后一列,得到一个 (n-1)\times(n-1) 的矩阵 B,计算出矩阵 B 的行列式的值便可得到图 1 的生成树的个数。
A=\begin{bmatrix} 4 & -1 & -1 & 0 & 0 & 0 & -1 & -1 \ -1 & 4 & -1 & -1 & 0 & 0 & 0 & -1 \ -1 & -1 & 4 & -1 & -1 & 0 & 0 & 0 \ 0 & -1 & -1 & 4 & -1 & -1 & 0 & 0 \ 0 & 0 & -1 & -1 & 4 & -1 & -1 & 0 \ 0 & 0 & 0 & -1 & -1 & 4 & -1 & -1 \ -1 & 0 & 0 & 0 & -1 & -1 & 4 & -1 \ -1 & -1 & 0 & 0 & 0 & -1 & -1 & 4 \ \end{bmatrix},\ B=\begin{bmatrix} 4 & -1 & -1 & 0 & 0 & 0 & -1 \ -1 & 4 & -1 & -1 & 0 & 0 & 0 \ -1 & -1 & 4 & -1 & -1 & 0 & 0 \ 0 & -1 & -1 & 4 & -1 & -1 & 0 \ 0 & 0 & -1 & -1 & 4 & -1 & -1 \ 0 & 0 & 0 & -1 & -1 & 4 & -1 \ -1 & 0 & 0 & 0 & -1 & -1 & 4 \ \end{bmatrix},
所以生成树的个数为 \det B =3528。小栋发现利用通用方法,因计算过于复杂而很难算出来,而且用其他方法也难以找到更简便的公式进行计算。于是,他将图做了简化,从一个地方将圆桌断开,这样所有的同学形成了一条链,连接距离为 1 和距离为 2 的点。例如八个点的情形如下:
这样生成树的总数就减少了很多。小栋不停的思考,一直到聚会结束,终于找到了一种快捷的方法计算出这个图的生成树个数。可是,如果把距离为 3 的点也连起来,小栋就不知道如何快捷计算了。现在,请你帮助小栋计算这类图的生成树的数目。
输入
输入文件中包含两个整数 k,n,由一个空格分隔。k 表示要将所有距离不超过 k(含 k)的结点连接起来,n 表示有 n 个结点。
输出
输出文件输出一个整数,表示生成树的个数。由于答案可能比较大,所以你只要输出答案除 65521 的余数即可。
样例
输入
3 5
输出
75
提示
样例对应的图如下:
A = \begin{bmatrix} 3 & -1 & -1 & -1 & 0 \ -1 & 4 & -1 & -1 & -1 \ -1 & -1 & 4 & -1 & -1 \ -1 & -1 & -1 & 4 & -1 \ 0 & -1 & -1 & -1 & 3 \ \end{bmatrix}, B = \begin{bmatrix} 3 & -1 & -1 & -1 \ -1 & 4 & -1 & -1 \ -1 & -1 & 4 & -1 \ -1 & -1 & -1 & 4 \ \end{bmatrix}, \det B = 75
数据规模和约定
| 测试点编号 | k | n |
|---|---|---|
| 1 | =2 | \le 10 |
| 2 | =3 | =5 |
| 3 | =4 | \le 10 |
| 4 | =5 | =10 |
| 5 | \le 3 | \le 100 |
| 6 | \le 5 | \le 100 |
| 7 | \le 3 | \le 2000 |
| 8 | \le 5 | \le 10000 |
| 9 | \le 3 | \le 10^{15} |
| 10 | \le 5 | \le 10^{15} |
此外,对于所有数据,2\le k\le n。
提示
以下为行列式的一种计算方法。记 \sigma(\bm P) 表示排列 \bm P 中逆序对的数量,那么可以求得矩阵 B 的行列式如下:
{i=1}^n b{i,p_i}$$
例如,对于 B=\begin{bmatrix}1 & 2 & 3 \ 4 & 5 & 6 \ 7 & 8 & 0\end{bmatrix},其行列式计算如下:
1} & b{2,p2} & b{3,p3} & (-1)^{\sigma(\bm P)}\prod{i=1}^n b_{i,p_i} \ \hline [1, 2, 3] & 0 & 1 & 5 & 0 & 0 \ \hline [1, 3, 2] & 1 & 1 & 6 & 8 & -48 \\hline [2, 1, 3] & 1 & 2 & 4 & 0 & 0 \\hline [2, 3, 1] & 2 & 2 & 6 & 7 & 84 \\hline [3, 1, 2] & 2 & 3 & 4 & 8 & 96 \\hline [3, 2, 1] & 3 & 3 & 5 & 7 & -105 \\hline \end{array} $$
所以 B 的行列式值为 0-48+0+84+96-105=27。
来源
NOI