#P16272. [2022Acm Hongkong]Infectious Disease

[2022Acm Hongkong]Infectious Disease

题目描述

公元 2202 年,一种奇怪的传染病开始在一座拥有 nn 名市民的城市中传播。

为了阻止疾病扩散,专家发明了一种名为 Mysterious Oscar 的强效疫苗。在第 00 天,有一名市民感染疾病,另有一名市民接种疫苗。

一名市民一旦接种疫苗,就会立刻痊愈,并且以后不会再感染或传播这种疾病。

在第 dd 天(d>0d>0),按以下顺序发生两轮行动。

感染阶段

所有在第 dd 天之前已经感染的市民依次尝试感染其他人。

每名感染者会从当前所有“尚未感染且尚未接种疫苗”的市民中,等概率随机选择一人并将其感染。

如果轮到某名感染者行动时,已经不存在尚未感染且尚未接种疫苗的市民,那么这名感染者什么也不做。

接种阶段

感染阶段结束后,所有在第 dd 天之前已经接种疫苗的市民依次劝说其他人接种疫苗。

每名已接种者会从当前所有尚未接种疫苗的市民中,等概率随机选择两名不同的市民,并劝说他们接种疫苗。

如果轮到某名已接种者行动时,尚未接种疫苗的市民不足两人,那么他会劝说所有剩余的未接种者接种疫苗。

Grammy 想知道这种疾病会在多少天后彻底消失。请计算所有患者全部痊愈所需天数的期望值。

可以证明,答案能够写成最简分数

xy,\frac{x}{y},

其中 x,yx,y 为整数,并且

y≢0(mod109+7).y\not\equiv 0\pmod{10^9+7}.

你需要输出

xy1mod(109+7).x\cdot y^{-1}\bmod (10^9+7).

也就是说,输出唯一的整数 aa,满足

0a<109+7,0\le a<10^9+7,

ayx(mod109+7).a\cdot y\equiv x\pmod{10^9+7}.

输入格式

输入仅一行,包含一个整数 nn,表示城市人口数量。

2n1.4×107.2\le n\le 1.4\times 10^7.

输出格式

输出一个整数,表示所有患者全部痊愈所需天数的期望值对 109+710^9+7 取模后的结果。

样例 1

输入:
2

输出:
1

样例 2

输入:
114

输出:
505208013

样例说明

在样例 1 中,第 00 天有一名市民接种疫苗。第 11 天,这名已接种者会劝说另一名市民,也就是唯一的患者接种疫苗,因此疾病一定会在第 11 天彻底消失。