Ultima cifră a unei puteri

Tema 9

Lucian Maran, MateMaraton, 24-11-2024

Problema 1. Determinați ultima cifră a numărului N=7410+749+748++741+7.N=7 \cdot 4^{10} + 7 \cdot 4^9+7 \cdot 4^8 + \ldots + 7 \cdot 4^1 + 7.

Olimpiadă, etapa locală, Bistrița-Năsăud, 2020, E.512
Soluție:

N=7[1+(4+4220)+42(4+4220)++48(4+4220)]=N=7[1+(\underbrace{4+4^2}_{20}) + 4^2(\underbrace{4+4^2}_{20}) + \ldots + 4^8(\underbrace{4+4^2}_{20})]=
=7[1+20(1+42++48)]Uc(N)=7.=7[1+20(1+4^2 + \ldots + 4^8)] \Rightarrow \boxed{U_c(N)=7}.

Metoda 2: N=7(410+49+48++4+1)=7(4111):3.N=7(4^{10} + 4^9+4^8 + \ldots + 4 + 1)= 7 \cdot (4^{11}-1):3.
Uc(N)=Uc[7(41):3]=7.U_c(N) = U_c[7 \cdot (4-1):3] =7.

Problema 2. Determinați ultimele două cifre ale numărului S=15+152+153++151515.S=15+15^2+15^3+ \ldots + 15^{1515}.

Olimpiadă, etapa locală, Timiș, 2018, E.508
RMT 4/2014
Soluție:

S=15+152(1+15)+154(1+15)++151514(1+15)=S=15 + 15^2(1+15) + 15^4(1+15) + \ldots + 15^{1514}(1+15)=
=15+15216(1+152+154++151512).=15 + 15^2 \cdot 16(1+15^2+15^4 + \ldots + 15^{1512}).

15216=3600U2c(S)=15.15^2 \cdot 16 = 3600 \Rightarrow \boxed{U_{2c}(S)=15}.

Metoda 2:

  • U2c(152)=25;U_{2c}(15^2)=25;
  • U2c(153)=U2c(2515)=75;U_{2c}(15^3)=U_{2c}(25 \cdot 15)=75;
  • U2c(154)=U2c(7515)=25U_{2c}(15^4)=U_{2c}(75 \cdot 15)=25 (se repetă).

Prin urmare, avem regula:

  • U2cU_{2c} pentru 1515 la puteri pare este 25;25;
  • U2cU_{2c} pentru 1515 la puteri impare este 75;75;

S=15+(152+153)U2c=00+(154+155)U2c=00++(151514+151515)U2c=00U2c(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}.

Problema 3. Determinați ultimele 44 cifre ale numărului a=220262202022019.a=2^{2026} - 2^{2020} - 2^{2019}.

Olimpiadă, etapa locală, Ialomița, 2019, E.502
Soluție:

a=22019(2721)=22019125=22016(25)3.a=2^{2019}(2^7-2-1) = 2^{2019} \cdot 125=2^{2016} \cdot (2 \cdot 5)^3.

a=22016103Uc(22016)=Uc(24)=6}U4c(a)=6,0,0,0. \begin{rcases} a=2^{2016} \cdot 10^3 \\ U_c(2^{2016}) = U_c(2^4)=6 \end{rcases} \Rightarrow \boxed{U_{4c}(a)=6,0,0,0}.

Problema 4. Determinați ultimele 1212 cifre ale numărului n=5202052019+252017+51452016.n=5^{2020}-5^{2019}+ 2 \cdot 5^{2017} + 514 \cdot 5^{2016}.

Olimpiadă, etapa locală, Gorj, 2020, E.511
Soluție:

n=52016(5453+25+514)=520161024=52006(52)10.n=5^{2016}(5^4-5^3+2 \cdot 5 + 514) = 5^{2016} \cdot 1024 = 5^{2006} \cdot (5 \cdot 2)^{10}.
Cum U2c(52006)=25U12c(n)=2500010 de 0.U_{2c}(5^{2006}) = 25 \Rightarrow \boxed{U_{12c}(n) = 25\underbrace{00 \ldots 0}_{\text{10 de 0}}}.

Problema 5. Se consideră numărul a=234n+3+8234n+2+101,a=23^{4n+3} + 8 \cdot 23^{4n+2} + 101, unde nn este număr natural. Determinați ultima cifră a câtului obținut prin împărțirea lui aa la 31.31.

Costel Chiteș și Liliana Toderiuc-Fedorca, Olimpiadă, etapa locală, București, 2019, E.504
Soluție:

a=234n+2(23+8)+101=a=23^{4n+2}(23+8)+101=
=234n+231+331+8==23^{4n+2} \cdot 31 + 3 \cdot 31 + 8=
=31(234n+2+3)+8.=31(23^{4n+2}+3) + 8. Deci câtul împărțirii lui aa la 3131 este 234n+2+3.23^{4n+2}+3. Notăm acest cât cu C.

Uc(234n+2)=Uc(34n+2)=Uc(32)=9.U_c(23^{4n+2}) = U_c(3^{4n+2}) =U_c(3^2) = 9.
Uc(C)=Uc(9+3)=2.U_c(C) = U_c(9+3)=2.

Problema 6. Ultima cifră a numărului n2018n^{2018} este 9.9. Aflați ultima cifră a numărului n2020.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 99 în următoarele cazuri:

  • 91,93,95,,92k+19^1, 9^3, 9^5, \ldots, 9^{2k+1} (99 la puteri impare);
  • 32,36,310,,34k+23^2, 3^6, 3^{10}, \ldots, 3^{4k+2} (33 la puteri de forma 4k+24k+2);
  • 72,76,710,,74k+27^2, 7^6, 7^{10}, \ldots, 7^{4k+2} (77 la puteri de forma 4k+24k+2);

Cum 9102=42275+291029102 = 4 \cdot 2275 +2 \Rightarrow 9102 este de forma 4k+2n{3,7}.4k+2 \Rightarrow \boxed{n \in \{3, 7\}}.

  • n=3Uc(32020)=Uc(34)=1;n=3 \Rightarrow U_c(3^{2020}) = U_c(3^4)=1;
  • n=7Uc(72020)=Uc(74)=1;n=7 \Rightarrow U_c(7^{2020}) = U_c(7^4)=1;

Deci Uc(n)=1.\boxed{U_c(n)=1}.