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무지개 트리

시간 제한5초메모리 제한512 MB

요약
트리의 간선을 칠하되 인접한 두 간선은 색이 다르고 연속한 세 간선은 모두 다른 색이 되도록 칠하는 경우의 수를 1e9+9로 나눈 나머지로 구한다.
난이도

보통10점 중 7점

유형
트리, 그리디, 동적 계획법, 수학
정답자
아직 제출이 없습니다

문제

그래프 이론에서 트리는 사이클이 없는 연결 무향 단순 그래프다. 정점이 nn개인 트리에는 항상 간선이 n−1n-1개 있다.

트리에서 경로는 서로 다른 간선을 이어 붙인 수열이고, 경로 안에서 연속한 두 간선은 정점을 하나 공유한다.

정점이 nn개, 간선이 n−1n-1개인 트리가 있다. 각 간선을 kk가지 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 kk가 주어진다. 무지개 색칠의 개수를 10000000091000000009로 나눈 나머지를 구하라.

입력

첫 줄에 테스트 케이스의 개수 CC가 주어진다. 이어서 각 테스트 케이스마다 다음이 주어진다.

  • 첫 줄에 정수 두 개 nn과 kk가 공백으로 구분되어 주어진다. nn은 트리의 정점 수이고 kk는 쓸 수 있는 색의 개수다.
  • 다음 n−1n-1개 줄에 간선 하나씩, 그 간선이 잇는 두 정점의 번호 xx와 yy가 주어진다. 정점 번호는 1부터 nn까지다.

제한

  • 1≤C≤401 \le C \le 40
  • 2≤n≤5002 \le n \le 500
  • 1≤k≤10000000001 \le k \le 1000000000
  • 모든 정점 번호는 1 이상 nn 이하다.
  • 주어지는 간선 n−1n-1개는 항상 트리를 이룬다.

출력

각 테스트 케이스마다 한 줄씩, Case #X: Y 형식으로 출력한다. XX는 1부터 시작하는 테스트 케이스 번호이고 YY는 그 케이스의 답이다.

힌트

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=72010 \times 9 \times 8 = 720가지다.

정점 5개가 한 줄로 이어진 트리에서 색이 3가지라고 하자. 앞의 세 간선은 색이 모두 달라야 해서 3×2×13 \times 2 \times 1가지이고, 네 번째 간선의 색은 하나로 정해진다. 그러므로 무지개 색칠은 6가지다.

예제2

  1. 예제 1

    입력
    2
    4 10
    1 2
    1 3
    1 4
    5 3
    1 2
    2 3
    3 4
    4 5
    
    예상 출력
    Case #1: 720
    Case #2: 6
    
  2. 예제 2

    입력
    5
    4 3
    1 2
    1 3
    1 4
    4 2
    1 2
    2 3
    3 4
    6 4
    1 2
    2 3
    3 4
    2 5
    3 6
    7 1000000000
    4 1
    4 2
    4 3
    4 5
    5 6
    5 7
    2 999999999
    2 1
    
    예상 출력
    Case #1: 6
    Case #2: 0
    Case #3: 0
    Case #4: 2162160
    Case #5: 999999999