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그림 칠하기

시간 제한1초메모리 제한1024 MB

요약
서로 다른 색 n개가 있을 때, t번의 무작위 덧칠 후에도 색이 k개 이상 남을 확률을 10^9+7로 나눈 나머지로 구합니다.
난이도

보통10점 중 6점

유형
확률, 행렬, 수학
정답자
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문제

올리버는 버그를 찾는 것뿐 아니라 그림 그리기도 좋아하는 고무 오리다. 올리버의 최근 그림은 nn개의 부분으로 이루어져 있고, 각 부분은 서로 다른 색으로 칠해져 있다. 그림이 너무 뻔하다는 비평을 많이 들은 올리버는 tt번의 반복으로 그림을 고치기로 했다. 각 반복에서 올리버는 다음 단계를 수행한다.

  1. 올리버는 1≤i≤n1 \le i \le n인 인덱스 ii를 같은 확률로 무작위로 고르고, ii번째 부분의 색을 기억한다.
  2. 올리버는 다시 1≤j≤n1 \le j \le n인 인덱스 jj를 같은 확률로 무작위로 고르고, jj번째 부분을 ii번째 부분의 색으로 다시 칠한다. jj번째 부분이 이미 그 색이면 아무것도 바뀌지 않는다. ii와 jj는 같을 수 있다.

올리버는 그림이 단조롭고 지루해질까 걱정한다. 그림에 서로 다른 색이 kk개 이상 있으면 좋은 그림으로 본다. 마지막에 그림이 좋은 그림일 확률을 구하라.

입력

첫 번째 줄에 문제 설명의 수 nn, tt, kk가 주어진다 (2≤k≤n≤102 \le k \le n \le 10, 1≤t≤10181 \le t \le 10^{18}).

출력

답을 109+710^9 + 7로 나눈 나머지를 출력한다.

형식적으로, m=109+7m = 10^9 + 7이라 하자. 답은 기약분수 pq\frac{p}{q}로 나타낼 수 있고, pp와 qq는 정수이며 q≢0(modm)q \not\equiv 0 \pmod m이다. pq−1 mod mp q^{-1} \bmod m과 같은 정수를 출력한다. 다른 말로, 0≤x<m0 \le x < m이고 xq≡p(modm)x q \equiv p \pmod m인 정수 xx를 출력한다.

힌트

첫 번째 예제 설명: 그림에 색이 두 가지 있으므로, 한 번의 반복 후에도 그림이 그대로일 확률은 12\frac{1}{2}이다.

두 번째 예제 설명: 두 번의 반복 후 색의 개수는 10에서 5보다 적은 수로 줄어들 수 없다. 따라서 모든 경우에 그림에는 색이 5개 이상 있다.

예제3

  1. 예제 1

    입력
    2 1 2
    
    예상 출력
    500000004
    
  2. 예제 2

    입력
    10 2 5
    
    예상 출력
    1
    
  3. 예제 3

    입력
    3 141592653589793 2
    
    예상 출력
    468261332