求阶乘90!的最后几个非零数字-解题方法-魔数师说

求阶乘90!的最后几个非零数字

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我们生活在一个十进制的世界。所以答案的关键在于,你怎么看??...

一、最后一位非零数字

我们生活在一个十进制的世界。所以答案的关键在于,对于连续的这种四个整数有

f(k)=(5k+1)(5k+2)(5k+3)(5k+4)

=1000A+24

于是

f(k)(5k+5)=(1000A+24)(5k+5))

=(5000A+120)(k+1)

=10(100B+12)(k+1)

问题变为求12^{18}×18! 的最后一个非零数字。

注意到,2 的阶乘尾数呈 2、4、8、6、2 的循环,所以12^{18}的尾数是 4。

而 18! 可如法炮制为得到与12^3×3!的尾数是8,所以90!的最后一位数字是 2。

或者,对于注意到每个 24 对应一个 5,而 24×5=120,

所以其最后一位非零数字就是 2^{18}×18!的最后非零数字。随后步骤如上。


二、最后两个非零数字

题目要求 90!的最后两位非零数字,其本质是

\frac{90!}{10^{21}}(mod 100)

我们知道,从 1 乘到 90,其中会经过 18 个 5 ,1 个 25、50 和 75,

后者各可提供两个 5,所以一共有 21 个 5 的因子,而 4 的数量大于 5,所以尾数一共有 21 个零。

所以,问题变为求 90!先除掉10^{21}之后,再对一百取余。

由于 4 | \frac{90!}{10^{21}}(mod 100),

即\frac{90!}{10^{21}}=0(mod 4),

由孙子定理(中国剩余定理),

如果\frac{90!}{10^{21}}=a(mod 25),

则\frac{90!}{10^{21}}=-24a(mod 100)

注意到

(5k+1)(5k+4)=4(mod 25)

(5k+2)(5k+3)=6(mod 25)

可得

(5k+1)(5k+2)(5k+3)(5k+4)=-1(mod 25)

于是可以在取余中将所有在 5 的倍数之后的连续四位整数换成 -1,并将\frac{90!}{10^{21}}(mod 25)中上下的5约去,得

\frac{(-1)^{18}×9!×2×11×12×13×14×3×16×17×18}{10^{21}}(mod 25),

分子、分母同乘19,得

\frac{(-1)^{22}×2×3}{19×10^{21}}(mod 25)=\frac{3}{19×2^{20}}(mod 25),

因为

19×4≡2×13(mod 25)

所以上式替换为

3×13^{18}(mod25)

又注意到13^{3}=-3(mod 25)

所以3×3^6≡3×27^2≡3×3^2≡12(mod 25)

所以\frac{90!}{10^{21}}(mod 100)=12

故90!的最后两个非零数字是12。

附:
90!=1485715964481761497309522733620825737885569961284688766942216863704985393094065876545992131370884059645617234469978112000000000000000000000

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