Ultima cifră a unei puteri
Curs 9
Lucian Maran, MateMaraton, 22-11-2024
Problema 1. Determinați ultimele 4 4 4 cifre ale numărului a = 2 2018 − 2 2012 − 2 2011 . a=2^{2018} - 2^{2012} - 2^{2011}. a = 2 2018 − 2 2012 − 2 2011 .
Olimpiadă, etapa locală, București, 2018, E.501
Soluție:
a = 2 2011 ( 2 7 − 2 − 1 ) = 2 2011 ⋅ 125 = 2 2008 ⋅ ( 2 ⋅ 5 ) 3 . a=2^{2011}(2^7-2-1) = 2^{2011} \cdot 125=2^{2008} \cdot (2 \cdot 5)^3. a = 2 2011 ( 2 7 − 2 − 1 ) = 2 2011 ⋅ 125 = 2 2008 ⋅ ( 2 ⋅ 5 ) 3 .
Cum U c ( 2 2008 ) = U c ( 2 4 ) = 6 ⇒ U 4 c ( a ) = 4 , 0 , 0 , 0 . U_c(2^{2008}) = U_c(2^4)=6 \Rightarrow \boxed{U_{4c}(a)=4,0,0,0}. U c ( 2 2008 ) = U c ( 2 4 ) = 6 ⇒ U 4 c ( a ) = 4 , 0 , 0 , 0 .
Problema 3. Se consideră numărul a = 23 4 n + 3 + 8 ⋅ 23 4 n + 2 + 101 , a=23^{4n+3} + 8 \cdot 23^{4n+2} + 101, a = 2 3 4 n + 3 + 8 ⋅ 2 3 4 n + 2 + 101 , unde n n n este număr natural. Determinați ultima cifră a câtului obținut prin împărțirea lui a a a la 31. 31. 31.
Costel Chiteș și Liliana Toderiuc-Fedorca, Olimpiadă, etapa locală, București, 2019, E.504
Soluție:
a = 23 4 n + 2 ( 23 + 8 ) + 101 = a=23^{4n+2}(23+8)+101= a = 2 3 4 n + 2 ( 23 + 8 ) + 101 =
= 23 4 n + 2 ⋅ 31 + 3 ⋅ 31 + 8 = =23^{4n+2} \cdot 31 + 3 \cdot 31 + 8= = 2 3 4 n + 2 ⋅ 31 + 3 ⋅ 31 + 8 =
= 31 ( 23 4 n + 2 + 3 ) + 8. =31(23^{4n+2}+3) + 8. = 31 ( 2 3 4 n + 2 + 3 ) + 8. Deci câtul împărțirii lui a a a la 31 31 31 este 23 4 n + 2 + 3. 23^{4n+2}+3. 2 3 4 n + 2 + 3. Notăm acest cât cu C.
U c ( 23 4 n + 2 ) = U c ( 3 4 n + 2 ) = U c ( 3 2 ) = 9. U_c(23^{4n+2}) = U_c(3^{4n+2}) =U_c(3^2) = 9. U c ( 2 3 4 n + 2 ) = U c ( 3 4 n + 2 ) = U c ( 3 2 ) = 9.
U c ( C ) = U c ( 9 + 3 ) = 2. U_c(C) = U_c(9+3)=2. U c ( C ) = U c ( 9 + 3 ) = 2.
Problema 4. Determinați ultimele două cifre ale numărului S = 15 + 15 2 + 15 3 + … + 15 1515 . S=15+15^2+15^3+ \ldots + 15^{1515}. S = 15 + 1 5 2 + 1 5 3 + … + 1 5 1515 .
Olimpiadă, etapa locală, Timiș, 2018, E.508
Soluție:
S = 15 + 15 2 ( 1 + 15 ) + 15 4 ( 1 + 15 ) + … + 15 1514 ( 1 + 15 ) = S=15 + 15^2(1+15) + 15^4(1+15) + \ldots + 15^{1514}(1+15)= S = 15 + 1 5 2 ( 1 + 15 ) + 1 5 4 ( 1 + 15 ) + … + 1 5 1514 ( 1 + 15 ) =
= 15 + 15 2 ⋅ 16 ( 1 + 15 2 + 15 4 + … + 15 1512 ) . =15 + 15^2 \cdot 16(1+15^2+15^4 + \ldots + 15^{1512}). = 15 + 1 5 2 ⋅ 16 ( 1 + 1 5 2 + 1 5 4 + … + 1 5 1512 ) .
15 2 ⋅ 16 = 3600 ⇒ U 2 c ( S ) = 15 . 15^2 \cdot 16 = 3600 \Rightarrow \boxed{U_{2c}(S)=15}. 1 5 2 ⋅ 16 = 3600 ⇒ U 2 c ( S ) = 15 .
Metoda 2 :
U 2 c ( 15 2 ) = 25 ; U_{2c}(15^2)=25; U 2 c ( 1 5 2 ) = 25 ;
U 2 c ( 15 3 ) = U 2 c ( 25 ⋅ 15 ) = 75 ; U_{2c}(15^3)=U_{2c}(25 \cdot 15)=75; U 2 c ( 1 5 3 ) = U 2 c ( 25 ⋅ 15 ) = 75 ;
U 2 c ( 15 4 ) = U 2 c ( 75 ⋅ 15 ) = 25 U_{2c}(15^4)=U_{2c}(75 \cdot 15)=25 U 2 c ( 1 5 4 ) = U 2 c ( 75 ⋅ 15 ) = 25 (se repetă).
Prin urmare, avem regula:
U 2 c U_{2c} U 2 c pentru 15 15 15 la puteri pare este 25 ; 25; 25 ;
U 2 c U_{2c} U 2 c pentru 15 15 15 la puteri impare este 75 ; 75; 75 ;
S = 15 + ( 15 2 + 15 3 ) ⏟ U 2 c = 00 + ( 15 4 + 15 5 ) ⏟ U 2 c = 00 + … + ( 15 1514 + 15 1515 ) ⏟ U 2 c = 00 ⇒ U 2 c ( S ) = 15 . S=15+\underbrace{(15^2+15^3)}_{U_{2c}=00}+\underbrace{(15^4+15^5)}_{U_{2c}=00}+ \ldots + \underbrace{(15^{1514}+15^{1515})}_{U_{2c}=00} \Rightarrow \boxed{U_{2c}(S)=15}. S = 15 + U 2 c = 00 ( 1 5 2 + 1 5 3 ) + U 2 c = 00 ( 1 5 4 + 1 5 5 ) + … + U 2 c = 00 ( 1 5 1514 + 1 5 1515 ) ⇒ U 2 c ( S ) = 15 .
Problema 5. Ultima cifră a numărului n 2018 n^{2018} n 2018 este 9. 9. 9. Aflați ultima cifră a numărului n 2020 . n^{2020}. n 2020 .
Marian Ciuperceanu GM 10/2019, Olimpiadă, etapa locală, Constanța 2020; Hunedoara 2020, E.509
Soluție:
Știm că prin ridicarea la putere putem obține ultima cifră 9 9 9 în următoarele cazuri:
9 1 , 9 3 , 9 5 , … , 9 2 k + 1 9^1, 9^3, 9^5, \ldots, 9^{2k+1} 9 1 , 9 3 , 9 5 , … , 9 2 k + 1 (9 9 9 la puteri impare);
3 2 , 3 6 , 3 10 , … , 3 4 k + 2 3^2, 3^6, 3^{10}, \ldots, 3^{4k+2} 3 2 , 3 6 , 3 10 , … , 3 4 k + 2 (3 3 3 la puteri de forma 4 k + 2 4k+2 4 k + 2 );
7 2 , 7 6 , 7 10 , … , 7 4 k + 2 7^2, 7^6, 7^{10}, \ldots, 7^{4k+2} 7 2 , 7 6 , 7 10 , … , 7 4 k + 2 (7 7 7 la puteri de forma 4 k + 2 4k+2 4 k + 2 );
Cum 9102 = 4 ⋅ 2275 + 2 ⇒ 9102 9102 = 4 \cdot 2275 +2 \Rightarrow 9102 9102 = 4 ⋅ 2275 + 2 ⇒ 9102 este de forma 4 k + 2 ⇒ n ∈ { 3 , 7 } . 4k+2 \Rightarrow \boxed{n \in \{3, 7\}}. 4 k + 2 ⇒ n ∈ { 3 , 7 } .
n = 3 ⇒ U c ( 3 2020 ) = U c ( 3 4 ) = 1 ; n=3 \Rightarrow U_c(3^{2020}) = U_c(3^4)=1; n = 3 ⇒ U c ( 3 2020 ) = U c ( 3 4 ) = 1 ;
n = 7 ⇒ U c ( 7 2020 ) = U c ( 7 4 ) = 1 ; n=7 \Rightarrow U_c(7^{2020}) = U_c(7^4)=1; n = 7 ⇒ U c ( 7 2020 ) = U c ( 7 4 ) = 1 ;
Deci U c ( n ) = 1 . \boxed{U_c(n)=1}. U c ( n ) = 1 .
Problema 6. Determinați ultima cifră a numărului N = 7 ⋅ 4 10 + 7 ⋅ 4 9 + 7 ⋅ 4 8 + … + 7 ⋅ 4 1 + 7. N=7 \cdot 4^{10} + 7 \cdot 4^9+7 \cdot 4^8 + \ldots + 7 \cdot 4^1 + 7. N = 7 ⋅ 4 10 + 7 ⋅ 4 9 + 7 ⋅ 4 8 + … + 7 ⋅ 4 1 + 7.
Olimpiadă, etapa locală, Bistrița-Năsăud, 2020, E.512
Soluție:
N = 7 [ 1 + ( 4 + 4 2 ⏟ 20 ) + 4 2 ( 4 + 4 2 ⏟ 20 ) + … + 4 8 ( 4 + 4 2 ⏟ 20 ) ] = N=7[1+(\underbrace{4+4^2}_{20}) + 4^2(\underbrace{4+4^2}_{20}) + \ldots + 4^8(\underbrace{4+4^2}_{20})]= N = 7 [ 1 + ( 20 4 + 4 2 ) + 4 2 ( 20 4 + 4 2 ) + … + 4 8 ( 20 4 + 4 2 )] =
= 7 [ 1 + 20 ( 1 + 4 2 + … + 4 8 ) ] ⇒ U c ( N ) = 7 . =7[1+20(1+4^2 + \ldots + 4^8)] \Rightarrow \boxed{U_c(N)=7}. = 7 [ 1 + 20 ( 1 + 4 2 + … + 4 8 )] ⇒ U c ( N ) = 7 .
Metoda 2 : N = 7 ( 4 10 + 4 9 + 4 8 + … + 4 + 1 ) = 7 ⋅ ( 4 11 − 1 ) : 3. N=7(4^{10} + 4^9+4^8 + \ldots + 4 + 1)= 7 \cdot (4^{11}-1):3. N = 7 ( 4 10 + 4 9 + 4 8 + … + 4 + 1 ) = 7 ⋅ ( 4 11 − 1 ) : 3.
U c ( N ) = U c [ 7 ⋅ ( 4 − 1 ) : 3 ] = 7. U_c(N) = U_c[7 \cdot (4-1):3] =7. U c ( N ) = U c [ 7 ⋅ ( 4 − 1 ) : 3 ] = 7.