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请教一道奥数题?

王朝知道·作者佚名  2009-07-25
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分類: 教育/學業/考試 >> 學習幫助
 
問題描述:

3467×3467×3467.....3467(m个3467相乘),3467×3467×3467.....3467(n个3467相乘),m和n都是正整数,且m>n

当它们的末3位数相同的时候,求m+n的最小值?

參考答案:

^_^看来楼主非要得到这道题目的答案不可,我又去想了想,终于在电脑的帮助下,做出来了,前面部分不变

假定n个3467相乘末三位是abc,

即abc*3467^(m-n)的末三位是abc

首先我们观察,末位数c是不受影像的,一定为7,9,3,1当中的一个,因为3467末位是7,而末位是7的数的n次末尾一定是7,9,3,1,不信你算算,7=7,7*7=49

7*7*7=343,7*7*7*7=2401.

abc的末位c与3467^(m-n)的末位一定为7931中的一个,

那么3467^(m-n)的末位一定是1,因为7931当中的一个数与793当中的一个数乡乘,没一个末位相同的,7*7=63 7*9=63 7*3=21 9*9=81 9*3=27 3*3*=9 1*7=7 1*9=9 1*3=3

于是我们列出竖式乘法,当然假定3467^(m-n)的末三位是xy1

a b c

x y 1

________________

a b c

ay by cy

ax bx cx

________________

a b c

b+cy=b+10d(b+10d表示末位为d的两位数)

cy=10d 因为c是7931中的一个,而右边是10的倍数,那么y只能是10的倍数,而y是一位数,y=0

如果y=0,同理可以得到x=0

既(3467)^(m-n)/1000的余数是1,3467与467关于1000同余

下面部分是新想的,我首先介绍一下二项式定理

(a+b)^n=Cn0a^nb^0+Cn1a^(n-1)b^1+...+Cn(n-1)a^1b^(n-1)+Cnna^0b^n 我解释一下,Cn0表示从n个物体选0个物体的组合方法数,排列组合你应该学过吧,那对C就比较了解。

Cnm=n!/m!(n-m)!

然后解释同余问题

3467^z=(3000+467)^z用二项式定理展开,

可以发现前面的n项,都含有3000这个因数,只有最后一项,是467^z,只要467^z除以1000余1即可。

然后我们步步逼近,

1.首先467^z除以1000余1,那么467^z除以10也余1,根据前文我们分析467^z末尾是3971四个数循环,要使末位是1,必须使z是4的倍数

2.接着467^z除以1000余1,那么467^z除以100也余1,z是4的倍数

令z=4k 467^4k=(##..#21)^k 用#表示的数字不用表示出来,因为我们算的是除以100余1,百位以上的数根据同余的方法可以去掉。

21^k=(20+1)^k用二项式定理展开,可以发现前面的k-1项中,都含有20^2这个因数,必被100整除,而最后一项1^k,就是余数,那么决定百位的Ck(k-1)*20^1*1^(k-1)被100整除,于是Ck(k-1)=Ck1=k一定是5的倍数

3.马上就要大功告成了,最后算467^z除以1000余1,因为k一定是5的倍数,令k=5i 21^(5i)除以1000余1,重复上面的过程,

即21^(5i)=(#..#601)^i除以1000余1,即601^i除以1000余1

601^i=(600+1)^i用二项式定理展开,可以发现前面的i-1项中,都含有600^2这个因数,必被100整除,而最后一项1^i,就是余数,那么决定千位的Ci(i-1)*600^1*1^(i-1)被1000整除,于是Ci(i-1)=Ci1=i一定是5的倍数.

4.z=4k=20i,而i又是5的倍数,那么z一定是100的倍数,z最小为100

于是m-n最小为100

m+n的最小值是100+1+1=102,当n=1,m=101时,满足条件,且m+n最小.^_^

介绍一下我的做题过程,这道题我10月1日拿到的时候,也做了很长时间,但只做了一半,后来,看了楼主的问题补充,于是鼓起勇气算同余问题,先试验了一下,用电脑上的计算器,算得m-n=100时刚好成立,从答案出发,才想到用二项式定理,这道题要求比较搞,特别是同余问题和二项式定理,看来数论确实是数学中最难的!

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