Bài tập vận dụng Bài 1.. Tìm số dư đó... Một số bài toán sử dụng tính tuần hoàn của các số dư khi nâng lên luỹ thừa 2.1.. cho m lặp lại một cách tuần hoàn có thể không bắt đầu từ đầu.. S
Trang 1DẠNG TOÁN TÌM SỐ DƯ
MỘT SỐ DẠNG TOÁN TÌM SỐ DƯ 1.Tìm số dư trong phép chia số a cho số b:
1.1.Lí thuyết
Định lí: Với hai số nguyên bất kỳ a và b, b ≠ 0, luôn tồn tại duy nhất một cặp số nguyên q và r sao cho:
a = bq + r và 0 ≤ r < |b|
* Từ định lí trên cho ta thuật toán lập quy trình ấn phím tìm dư trong phép chia a cho b:
+ Bước 1: Đưa số a vào ô nhớ A , số b vào ô nhớ B
+ Bước 2: Thực hiện phép chia A cho B {ghi nhớ phần nguyên q}
+ Bước 3: Thực hiện A - q × B = r
1.2 Bài tập vận dụng
Bài 1 a) Viết một quy trình ấn phím tìm số dư khi chia 18901969 cho 3041975
b) Tính số dư
c) Viết quy trình ấn phím để tìm số dư khi chia 3523127 cho 2047 Tìm số dư đó
Giải:
a) Quy trình ấn phím: 18901969 SHIFT STO A 3041975 SHIFT STO B
ANPHA A ÷ ANPHA B = (6,213716089) SHIFT A - 6 × B = (650119)
b) Số dư là: r = 650119
c) Tương tự quy trình ở câu a), ta được kết quả là: r = 240
Chú ý : Đối với máy tinh FX-570VN PLUS ta thực hiện như sau
18901969Qa3041975=
Bài 2 (Thi giải Toán trên MTBT lớp 12 tỉnh Thái Nguyên - Năm học 2002-2003)
Tìm thương và số dư trong phép chia: 123456789 cho 23456
Đáp số: q = 5263; r = 7861
Bài 3: (Thi giải Toán trên MTBT lớp 10 + 11 tỉnh Thái Nguyên - Năm học 2003-2004)
Tìm số dư trong phép chia:
a) 987654321 cho 123456789
b) 815 cho 2004
H.Dẫn:
a) Số dư là: r = 9
b) Ta phân tích: 815 = 88.87
- Thực hiện phép chia 88 cho 2004 được số dư là r1 = 1732
- Thực hiện phép chia 87 cho 2004 được số dư là r2 = 968
⇒ Số dư trong phép chia 815 cho 2004 là số dư trong phép chia 1732 x 968 cho 2004
Trang 2⇒ Số dư là: r = 1232
Bài 4 Số A gồm 5 số 2015 viết liên tiếp, tìm số dư trong phép chia: A cho 2016
ĐS: 751
Bài 5 Số B gồm 30 số 2015 viết liên tiếp, tìm số dư trong phép chia: B cho 2016
ĐS: 1743
Bài 6 (Đề thi GTTMTBT Quốc gia lớp 9- Năm học 2005-2006)
Tìm số dư trong mỗi phép chia sau
a) 103103103:2006
b) 30419753041975:151975
c) 103200610320061032006:2010
ĐS: a) 721; b) 113850; c) 396
2 Một số bài toán sử dụng tính tuần hoàn của các số dư khi nâng lên luỹ thừa
2.1 Lí thuyết
Định lí: Đối với các số tự nhiên a và m tuỳ ý, các số dư của phép chia a, a 2 , a 3 , a 4 cho m lặp lại một cách tuần hoàn (có thể không bắt đầu từ đầu).
Chứng minh Ta lấy m + 1 luỹ thừa đầu tiên: a, a2, a3, a4 , am, am+1
và xét các số dư của chúng khi chia cho m Vì khi chia cho m chỉ có thể có các số dư {0, 1, 2, , m - 2, m
- 1}, mà lại có m + 1 số, nên trong các số trên phải có hai số có cùng số dư khi chia cho m Chẳng hạn hai
số đó là ak và ak + l, trong đó l > 0
Khi đó:
ak ≡ ak + l (mod m) (1)
Với mọi n ≥ k nhân cả hai vế của phép đồng dư (1) với an - k sẽ được:
an ≡ an + l (mod m) Điều này chứng tỏ rằng bắt đầu từ vị trí tương ứng với ak các số dư lặp lại tuần hoàn
Số l được gọi là chu kỳ tuần hoàn của các số dư khi chia luỹ thừa của a cho m.
Định lí Fermat Với mọi số nguyên a và số nguyên tố p ta luôn có
ap ≡ p(mod )p
Cách phát biểu khác
Định lí Fermat Với mọi số nguyên a, số nguyên tố p, UCLN (a,p)=1 thì
1 1(mod )
p
2.2 Bài tập vận dụng
Bài toán: Xét các luỹ thừa liên tiếp của số 2:
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29,
Trang 3DẠNG TOÁN TÌM SỐ DƯ
Tìm xem khi chia các luỹ thừa này cho 5 nhận được các loại số dư nào ?
Giải: Ta có:
21 = 2, 22 = 4, 23 = 8 ≡ 3 (mod 5), 24 = 16 ≡ 1 (mod 5) (1)
Để tìm số dư khi chia 25 cho 5 ta nhân cả hai vế phép đồng dư (1) với 2 sẽ được:
25 = 24.2 ≡ 1x2 ≡ 2 (mod 5)
26 = 25.2 ≡ 2x2 ≡ 4 (mod 5)
27 = 26.2 ≡ 4x2 ≡ 3 (mod 5)
Ta viết kết quả vào hai hàng: hàng trên ghi các luỹ thừa, hàng dưới ghi số dư tương ứng khi chia các luỹ thừa này cho 5:
21 22 23 24 25 26 27 28 29 210 211
⇒ hàng thứ hai cho ta thấy rằng các số dư lập lại một cách tuần hoàn: sau 4 số dư (2, 4, 3, 1) lại lặp lại theo đúng thứ tự trên
Bài 1 Tìm hai chữ số cuối cùng của số:
A = 21999 + 22000 + 22001
Giải: Xét các luỹ thừa của 2 khi chia cho 100 (sử dụng MTBT để tính các luỹ thừa của 2, thực hiện theo
quy trình như bài 11), ta được kết quả sau:
213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224
⇒ các số dư lặp lại tuần hoàn chu kỳ 20 số (từ số 4 đến số 52) Ta có:
1999 ≡ 19 (mod 20) ⇒ số dư khi chia 21999 cho 100 là 88
2000 ≡ 0 (mod 20) ⇒ số dư khi chia 22000 cho 100 là 76
2001 ≡ 1 (mod 20) ⇒ số dư khi chia 22001 cho 100 là 52
88 + 76 + 52 = 216 ≡ 16 (mod 100)
⇒ số dư của A = 21999 + 22000 + 22001 khi chia cho 100 là 16 hay hai chữ số cuối cùng của số A là 16
Bài 2 Tìm ba chữ số tận cùng của tổng sau
a) 21+ + + +22 23 240
b) 21+ + + +22 23 22819
Bài 3 Chứng minh rằng ( )8 2004
14 +10 chia hết cho 11
Giải:
- Ta có: 14 ≡ 3 (mod 11) ⇒ ( )8 2004
14 ≡ ( )8 2004
3 (mod 11)
Trang 4Do 38 = 6561 ≡ 5 (mod 11), nên ( )8 2004
3 = 65612004 ≡ 52004 (mod 11) Xét sự tuần hoàn của các số dư khi chia luỹ thừa của 5 cho 11:
⇒ 52004 = (54)501 ≡ 1501 (mod 11) ≡ 1 (mod 11) (1)
Mặt khác: 10 ≡ 10 (mod 11) (2)
Cộng vế với vế phép đồng dư (1) và (2) có:
2004
8
14 +10 ≡ 11 (mod 11) ≡ 0 (mod 11) ⇒ 8 2004
14 +10 chia hết cho 11.
Bài 4 Chứng minh rằng số 222555 + 555222 chia hết cho 7
Giải:
1) Trước hết tìm số dư của phép chia 222555 cho 7:
- Vì 222 = 7 x 31 + 5, nên 222 ≡ 5 (mod 7) ⇒ 222555 ≡ 5555 (mod 7)
- Xét sự tuần hoàn của các số dư khi chia luỹ thừa của 5 cho 7:
⇒ 5555 = 56.92 + 3 = (56)92.53 ≡ 53 ≡ 6 (mod 7) (1)
Vậy số dư khi chia 222 555 cho 7 là 6.
2) Tương tự, tìm số dư của phép chia 555222 cho 7:
- Vì 555 = 7 x 79 + 2, nên 555 ≡ 2 (mod 7) ⇒ 555222 ≡ 2222 (mod 7)
- Xét sự tuần hoàn của các số dư khi chia luỹ thừa của 2 cho 7:
⇒ 2222 = 23.74 = (23)74 ≡ 174 ≡ 1 (mod 7) (2)
Vậy số dư khi chia 555 222 cho 7 là 1.
Cộng vế với vế các phép đồng dư (1) và (2), ta được:
222555 + 555222 ≡ 6 + 1 ≡ 0 (mod 7) Vậy số 222555 + 555222 chia hết cho 7
3 Số có đuôi bất biến với mọi luỹ thừa:
1) Luỹ thừa bậc bất kì của các số có chữ số tận cùng bằng 1 ; 5 ; 6 (và chỉ những số ấy) đều có chữ
số tận cùng bằng 1 ; 5 ; 6 (có đuôi bất biến).
2) Luỹ thừa bậc bất kì của các số có chữ số tận cùng bằng 25 hoặc 76 (và chỉ những số ấy) đều có chữ số tận cùng bằng 25 hoặc 76 (có đuôi bất biến).
Trang 5DẠNG TOÁN TÌM SỐ DƯ
3) Luỹ thừa bậc bất kì của các số có chữ số tận cùng bằng 376 hoặc 625 (và chỉ những số ấy) đều có chữ số tận cùng bằng 376 hoặc 625 (có đuôi bất biến).
4) Luỹ thừa bậc bất kì của các số có chữ số tận cùng bằng 9376 hoặc 0625 (và chỉ những số ấy) đều
có chữ số tận cùng bằng 9376 hoặc 0625 (có đuôi bất biến).
Bài 1 Tìm số dư khi chia số 133762005! cho 2000 (TH & TT T 3 / 317)
Giải:
- Giả sử A, B là hai số tự nhiên có tận cùng là 376, thì:
A.B = (1000.a + 376)(1000.b + 376) = 376000(a + b) + 106a.b + 3762
= 2000t + 1376; với a, b t ∈ N
⇒ A.B chia 2000 có số dư là 1376
Với k > 1 khi chia 13376k cho 2000 (thực hiện (k - 1) lần phép nhân 2 số đều có tận cùng là 376 rồi chia cho 2000) thì được dư là 1376 Đề bài ứng với k = 2005!
Bài 2 Tìm 2 chữ số tận cùng của số:
A = 21999 + 22000 + 22001
H.Dẫn:
- Ta có: 21999 + 22000 + 22001 = 21999(1 + 2 + 22) = 7 x 29 x 210 x 21980
= 7 x 29 x 210 x (220)99
- Ta có (dùng máy): 29 = 512
210 = 1024 ;
220 = 1048576
Nhận xét: số có 2 chữ số tận cùng là 76, luỹ thừa bậc bất kỳ cũng có 2 chữ số tận cùng là 76.
Vậy (220)99 cũng có 2 số tận cùng là 76
⇒ 21999 + 22000 + 22001 = 7 x 512 x 1024 x ( 76) = 16
Vậy 2 chữ số cuối cùng của A là 16
Bài 3 Tìm bốn chữ số tận cùng của 51994
Giải:
- Ta có: 54 = 625
- Nhận thấy số có tận cùng là 625 luỹ thừa bậc bất kỳ vẫn có tận cùng là 625
- Do đó:
51994 = 54.498 + 2 = 25.(54)498 = 25.( 0625)249 = 25( 0625) = 5625
Vậy bốn chữ số tận cùng của số 51994 là 5625
4 Khai triển nhị thức Newton và bài toán chia hết:
4.1 Lí thuyết
Trang 6-Ta có khai triển:
Chú ý
k
n
n
k n k
−
- Khi chứng minh về tính chia hết của các luỹ thừa, cần nhớ một số kết quả sau:
1) an - bn chia hết cho a - b (a ≠ b)
2) a2n + 1 + b2n + 1 chia hết cho a + b (a ≠ -b)
3) (a + b)n = BS a + bn (BS a: bội số của a)
Đặc biệt:
(a + 1)n = BS a + 1
(a - 1)2n = BS a + 1
(a - 1)2n + 1 = BS a - 1
4.2 Bài tập vận dụng
Bài 1 Tìm số dư khi chia 2100 cho:
a) 9 b) 5 c) 125
Giải:
a) Luỹ thừa của 2 sát với một bội của 9 là 23 = 8 = (9 - 1)
- Ta có: 2100 = 2(23)33 = 2(9 - 1)33 = 2(BS 9 - 1) = BS 9 - 2 = BS 9 + 7
Vậy số dư khi chia 2100 cho 9 là 7
b) Luỹ thừa của 2 sát với một bội của 25 là 210 = 1024 = (BS 25 - 1)
- Ta có: 2100 = (210)10 = (BS 25 - 1)10 = BS 25 + 1
Vậy số dư khi chia 2100 cho 25 là 1
c) Dùng công thức Newton:
100 ( )50 50 49 50.49 2
2 5 1 5 50.5 5 50.5 1
2
Để ý rằng 48 số hạng đầu đều chứa thừa số 5 với số mũ lớn hơn hoặc bằng 3 nên chia hết cho
125, hai số hạng kế tiếp cũng chia hết cho125, số hạng cuối là 1
Vậy 2100 = BS 125 + 1 ⇒ Số dư của 2100 khi chia cho 125 là 1
Tổng quát: Nếu một số tự nhiên n không chia hết cho 5 thì chia n 100 cho 125 ta được số dư là 1.
Bài 2 Tìm ba chữ số tận cùng của 2100
H.Dẫn: - Ta tìm dư trong phép chia 2100 cho 1000
Trang 7DẠNG TOÁN TÌM SỐ DƯ
- Trước hết tìm số dư của phép chia 2100 cho 125 Theo Bài 1: 2100 = BS 125 + 1, mà 2100 là số
chẵn, nên ba chữ số tận cùng của nó chỉ có thể là (dùng máy tính để thử):
126, 376, 626 hoặc 876
- Hiển nhiên 2100 chia hết cho 8 nên ba chữ số tận cùng của nó phải chia hết cho 8 Bốn số trên chỉ có 376 thoả mãn điều kiện này Vậy ba chữ số tận cùng của 2100 là 376
Tổng quát: Nếu n là số tự nhiên chẵn không chia hết cho 5 thì ba chữ số tận cùng của n 100 là 376.
Bài 3 Tìm ba chữ số tận cùng của 3100
2
= BS 1000 + 500 - 500 + 1 = BS 1000 + 1
Vậy 3100 tận cùng là 001
Tổng quát: Nếu n là số tự nhiên lẻ không chia hết cho 5 thì ba chữ số tận cùng của n 100 là 001.
Bài 4 Thay các dấu * bởi các chữ số thích hợp:
896 = 496 9 * * 290 961
H.Dẫn:
- Ta có: (896 - 1) M (89 - 1) ⇒ (896 - 1) M 11
(896 - 1) M (893 + 1) ⇒ (896 - 1) M (89 + 1) ⇒ (896 - 1) M 9
- Đặt A = (896 - 1) = 496 9 x y 290 960 Ta có A chia hết cho 9 và 11
Ta có tổng các chữ số hàng lẻ (từ phải sang trái) của A bằng: 36 + y ; tổng các chữ số hàng chẵn của A bằng: 18 + x
A chia hết cho 9 nên: 54 + x + yM 9 ⇒ x + y ∈ {0 ; 9 ; 18}
A chia hết cho 11 nên: [(36 + y) - (18 + x)] M 11 ⇒ x - y ∈ {-4 ; 7}
+ Nếu x + y = 0 thì x = y = 0 (loại)
+ Nếu x + y = 18 thì x = y = 9 (loại)
+ Nếu x + y = 9 : chú ý rằng (x + y) và (x - y) cùng chẵn hoặc cùng lẻ nên:
x - y = 7 ⇒ x = 8 ; y = 1
Vậy 896 = 496 981 290 961
Bài 5 Tìm 3 chữ số tận cùng của A=17 17 17
HD: C1.
Theo Bài 1 ta có 17100 ≡1(mod125)
Mặt khác 1717 ≡77(mod100) suy ra 1717 =100a+77, do đó
17 17 17 17100a+77
= Suy ra 1717 77
17 ≡17 ≡27(mod125) (1)
Mà 17 1(mod8)≡ ⇒1717 17 ≡1(mod8) (2)
Từ (1) suy ra A=125m+27 ; từ (2) suy ra A=8n+1
47.8 47.1000 47.8.27
3.125 3.1000 125.3
Trừ vế cho vế ta suy ra A= 1000t+777
KQ : 777
Trang 8Ta có 17100 ≡1(mod1000) và 1717 ≡77(mod100)suy ra
17 17 (mod1000) 777(mod1000)
17
17
Bài 6 Tìm 3 chữ số tận cùng của A=1919 19
Bài 7.Tìm 3 chữ số tận cùng của A=20162015 2014
Bài 8 Tìm 2 chữ số tận cùng của số A = 20072008 + 20082009
Bài 9 Tìm số dư trong phép chia số: 17762010 cho 2000
Bài 10 Tìm số dư khi chia số 182008 + 82009 cho 49
Bài 11 Tìm 2 chữ số tận cùng của Tổng 39999 + 29999
H D:
Bài 8.
1 Ta tìm 2 chữ số tận cùng của 20072008 = 20078 20072000
20072 ≡ 49(mod 100)
⇒(20072)4 ≡ 494(mod 100) ≡ 01(mod 100)
20072000 = (20078)250 ≡ 01(mod 100)
Vậy: 20072008 ≡ 01(mod 100)
2 Tìm 2 chữ số tận cùng của 20082009
Ta có: 20082009 = 2008 20088 20082000
* 20082 ≡ 64(mod 100)
⇒(20082)4 ≡ 644(mod 100) ≡ 16(mod 100)
20088 ≡ 16(mod 100) ⇒(20088)5 ≡ 165(mod 100) ≡ 76(mod 100)
* 200840 ≡ 76(mod 100) do đó: 20082000 ≡ 76(mod 100)
⇒20088 20082000≡ 16.76(mod 100) ≡ 16(mod 100)
Do đó: 2008 20082008 ≡ 2008.16(mod 100) ≡ 28(mod 100)
Vậy A có 2 chữ số tận cùng là 29
Bài 9.
17761 ≡ 1776(mod 2000)
17762 ≡ 176(mod 2000)
17763 ≡ 576(mod 2000)
17764 = (17762)2 ≡ 976(mod 2000)
17765 = 17762 17763 ≡ 176 576(mod 2000) ≡ 1376(mod 2000)
17766= 1776 17765 ≡ 176 1736(mod 2000) ≡ 1776(mod 2000)
17767 ≡ 976(mod 2000)
Vậy chu kỳ được lặp lại sau 5 bước mà: 2010 = 5 402 có dạng 5k
Do đó số 17762010 chia 2000 cho số dư là 1376
Bài 10.
* Ta t ìm số dư khi chia 182008 cho 49
Ta có: 182008 = 18.182007
= (183)669 18
183 ≡ 1(mod 49) ⇒ (183)669 ≡ 1(mod 49)
18 (183)669 ≡ 18(mod 49)
* Ta tìm số dư khi chia 82009 chia cho 49
Ta có 82009 = (87)287
87 ≡ 1(mod 49)
Trang 9DẠNG TOÁN TÌM SỐ DƯ
⇒ (87)287 ≡ 01(mod 49)
Kết luận: Vậy số dư khi chia số 182008 + 82009 cho 49 là 19
Bài 11.
* Có 39999 = 320.499.319
319 = 1162261467 ≡ 67(mod 100)
320 = 3486784401 ≡ 01(mod 100)
⇒ (320)499 ≡ 01(mod 100)
Do đó (320)499.319 ≡ 67(mod 100)
* Có 29999 = 220.499.219
219 = 524288 ≡ 88(mod 100)
220 = 1048576 ≡ 76(mod 100)
⇒ (220)499 ≡ 76(mod 100)
Do đó (220)499.219 ≡ 76.88(mod 100) ≡ 88(mod 100)
⇒39999 + 29999 ≡ (67+88)(mod 100) = 55(mod 100)
Vậy chữ số tận cùng của tổng là 55