Lucas卢卡斯定理
当$p$为素数时
$$C_n^m\equiv C_{n/p}^{m/p}*C_{n\%p}^{m\%p}(mod\ p)$$
设$n=s*p+q,m\equiv t*p+r(q,r<=p)$
我们要证$C_{s*p+q}^{t*p+r}\equiv C_s^t*C_q^r$
首先得有个前置知识,费马小定理$x^p\equiv x(mod\ p)$
那么$(x+1)^p\equiv x+1(mod\ p)$
且$x^p+1\equiv x+1(mod\ p)$
所以$(x+1)^p\equiv x^p+1$
然后$(x+1)^n\equiv (x+1)^{s*p+q}$
$\equiv ((x+1)^p)^s*(x+1)^q$
$\equiv (x^p+1)^s*(x+1)^q$
然后用二项式定理展开
$\equiv \sum _{i=0}^s C_s^i*x^{i*p}*\sum_{j=0}^qC_q^j*x^j$
总之就是$(x+1)^p\equiv \sum _{i=0}^s C_s^i*x^{i*p}*\sum_{j=0}^qC_q^j*x^j$
然后考虑把两边的多项式展开一下
那么两边肯定都有$x^m$即$x^{t*p+r}$这一项(这是最上面的假设)
左边的$x^m$的系数,根据上面的性质4推出来,应该是$C_n^m$
然后右边嘞?只有$i=t,j=r$的时候才会有这一项,所以这一项的系数就是$C_s^t*C_q^r$
然后又因为$s=n/p,t=n\%p,q=m/p,r=m\%p$
然后就能证明$C_n^m\equiv C_{n/p}^{m/p}*C_{n\%p}^{m\%p}(mod\ p)$
然而万一$q<r$该怎么办?那样的话$j$根本不可能等于$r$啊?
所以那样的话答案就是$0$
因为上面乘上$C_{n\%p}^{m\%p}$答案就是$0$
如何证明?
我们设$f=n-m=z*p+x$
因为$r>t,x+r\equiv t(mod\ p)$
所以$x+r=p+t$
又因为$z*p+x+q*p+r=s*p+t$
所以$z+q=s-1$
那么带进通项公式$C_n^m=\frac {n!}{m!*f!}$之后,分子中有$s$个$p$的倍数(不考虑有$p^2$之类的,因为下面有的话上面肯定也有),分母中有$s-1$个$p$的倍数,抵消之后分子中还有一个$p$,那么这个数就是$p$的倍数,模$p$肯定余$0$啦
累死我了……
1 // luogu-judger-enable-o2 2 //minamoto 3 #include<iostream> 4 #include<cstdio> 5 #define ll long long 6 using namespace std; 7 #define getc() (p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1<<21,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++) 8 char buf[1<<21],*p1=buf,*p2=buf; 9 inline ll read(){ 10 #define num ch-'0' 11 char ch;bool flag=0;ll res; 12 while(!isdigit(ch=getc())) 13 (ch=='-')&&(flag=true); 14 for(res=num;isdigit(ch=getc());res=res*10+num); 15 (flag)&&(res=-res); 16 #undef num 17 return res; 18 } 19 const int N=100005; 20 ll n,m,p; 21 ll fac[N],inv[N]; 22 void init(){ 23 fac[0]=1; 24 for(int i=1;i<=p;++i) 25 fac[i]=fac[i-1]*i%p; 26 } 27 ll qpow(ll a,ll b){ 28 ll res=1; 29 while(b){ 30 if(b&1) res=res*a%p; 31 b>>=1,a=a*a%p; 32 } 33 return res; 34 } 35 ll C(ll n,ll m){ 36 if(m>n) return 0; 37 return fac[n]*qpow(fac[m]*fac[n-m],p-2)%p; 38 } 39 ll Lucas(ll n,ll m){ 40 if(m==0) return 1; 41 return Lucas(n/p,m/p)*C(n%p,m%p)%p; 42 } 43 int main(){ 44 int T=read(); 45 while(T--){ 46 n=read(),m=read(),p=read(); 47 init(); 48 printf("%lld\n",Lucas(m+n,m)); 49 } 50 return 0; 51 }