Известно, что древние египтяне использовали большой набор символов
для письма на стенах храмов. Фафа и Фифа подошли к одному из таких храмов и нашли два непустых слова S1 и S2 равной длины, написанные одно под другим. Поскольку храм очень древний, некоторые символы стерлись со временем. На позиции каждого из стертых символов изначально мог стоять любой символ из множества
с равной вероятностью.
Фифа задал Фафе задачу посчитать вероятность того, что слово S1 лексикографически больше слова S2. Можете помочь Фафе решить ее?
Вы знаете, что
, т. е. всего египтяне использовали m различных символов, которые в этой задаче обозначены целыми числами от 1 до m в порядке следования в алфавите. Слово x лексикографически больше слова y той же длины, если до некоторой позиции эти слова совпадают, а затем в слове x идет буква с большим номером в алфавите, чем в слове y.
Можно показать, что искомая вероятность равна
, где P и Q — взаимно простые числа, и
. Выведите в качестве ответа величину
, т. e. такое целое неотрицательное число, меньшее 109 + 7, что
, где запись
означает, что a и b дают одинаковые остатки от деления на m.
Примечание
В первом примере первое слово могло изначально быть (1) или (2). Второй способ — единственный, при котором первое слово лексикографически больше второго. Поэтому ответ равен
, что есть 500000004, потому что
.
Во втором примере ни один способ заменить ноль на символ во втором слове не сделает первое слово лексикографически больше второго. Поэтому ответ на задачу равен
, то есть 0.