그래프 이론에서 트리는 사이클이 없는 연결 무향 단순 그래프다. 정점이 n개인 트리에는 항상 간선이 n−1개 있다.
트리에서 경로는 서로 다른 간선을 이어 붙인 수열이고, 경로 안에서 연속한 두 간선은 정점을 하나 공유한다.
정점이 n개, 간선이 n−1개인 트리가 있다. 각 간선을 k가지 색 중 하나로 칠한다.
간선 2개로 이루어진 모든 경로와 간선 3개로 이루어진 모든 경로에서 간선의 색이 서로 다르면 그 색칠을 무지개 색칠이라고 한다. 즉 연속한 두 간선의 색이 다르고, 연속한 세 간선의 색도 모두 다르다.
트리와 색의 개수 k가 주어진다. 무지개 색칠의 개수를 1000000009로 나눈 나머지를 구하라.
첫 줄에 테스트 케이스의 개수 C가 주어진다. 이어서 각 테스트 케이스마다 다음이 주어진다.
제한
각 테스트 케이스마다 한 줄씩, Case #X: Y 형식으로 출력한다. X는 1부터 시작하는 테스트 케이스 번호이고 Y는 그 케이스의 답이다.
정점 4개짜리 트리에서 한 정점이 나머지 세 정점과 각각 이어져 있고 색이 10가지라고 하자. 세 간선은 서로 모두 인접하므로 무지개 색칠에서는 색이 셋 다 달라야 한다. 따라서 색칠은 10×9×8=720가지다.
정점 5개가 한 줄로 이어진 트리에서 색이 3가지라고 하자. 앞의 세 간선은 색이 모두 달라야 해서 3×2×1가지이고, 네 번째 간선의 색은 하나로 정해진다. 그러므로 무지개 색칠은 6가지다.