Exercițiul 485

E.485. a) Comparați 103010^{30} cu 2100.2^{100}.
b) Aflați câte cifre are numărul 2100.2^{100}.

Olimpiadă, etapa locală, Botoșani, 2018
Soluție:

a) Compar 103010^{30} cu 21002^{100}
(103)10 ? (210)10(10^3)^{10} ~ \boxed{?} ~ (2^{10})^{10}
103 ? 21010^3 ~ \boxed{?} ~ 2^{10}
1000<10241030<2100.1000 < 1024 \Rightarrow \boxed{10^{30} < 2^{100}}.

b) Încercăm să-l încadrăm pe 21002^{100} între două puteri succesive ale lui 10.10. Mai rămâne să arătăm că 2100<1031.2^{100} < 10^{31}.
269+31<2315312^{69+31} < 2^{31} \cdot 5^{31}
269<531.2^{69} < 5^{31}.

Vom demonstra inegalitatea de mai sus plecând de la
512<625512<625
29<542^9<5^4
297<5472^{9 \cdot 7}<5^{4 \cdot 7}
26326<528532^{63} \cdot 2^6 <5^{28} \cdot 5^3
269<531,2^{69} < 5^{31}, adică ceea ce trebuia demonstrat.

Prin urmare, 1030<2100<1031,10^{30} < 2^{100} < 10^{31}, deci 21002^{100} are 3131 de cifre.