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小學奧數題目|小五至小六★★★★ 極難

餘數問題奧數題目:例題 10

這道餘數問題奧數題屬極難程度,適合小五至小六,附逐步圖解和答案。華夏盃小三至小六的卷中常見,較難的題目要幾個餘數條件同時成立。

題目

數學營的電腦挑戰:

要計算1¹ +2² +3³ +4⁴ + … +1123¹¹²³,

即把1至1123每個數自己乘自己若干次(3³ 是3個3相乘,4⁴ 是4個4相乘,如此類推)後全部加起來。

答案太長,電腦只顯示了它的個位數字。

電腦顯示的數字是多少?

看提示(3 個)
  1. 提示 1:和的個位只由每一項的個位決定。2² 和 12¹² 的個位一樣嗎?3³ 和 13¹³ 呢?
  2. 提示 2:一個數連續乘自己,積的個位每 4 次一循環。所以每一項的個位,由這個數的個位,和這個數除以 4 的餘數一起決定。兩樣都重複時,才會整組重複。
  3. 提示 3:個位每 10 個數重複,除以 4 的餘數每 4 個數重複,所以每項的個位每 20 個一循環。先求頭 20 項的個位之和。

詳解

先自己想一想,再看下面的逐步詳解。

  1. 1.任何數連續乘自己,積的個位每 4 次重複一次(例如 2、4、8、6、2……)。所以 k 個 k 相乘的個位,由 k 的個位,和 k 除以 4 的餘數決定。
  2. 2.k 的個位每 10 個數重複一次,k 除以 4 的餘數每 4 個數重複一次;10 和 4 的最小公倍數是 20,所以每項的個位每 20 個一循環。
  3. 3.1¹ 至 20²⁰ 的個位:1、4、7、6、5、6、3、6、9、0、1、6、3、6、5、6、7、4、9、0,加起來是 94。
  4. 4.1123 ÷ 20 = 56 餘 3:56 組之後還有 3 項,它們的個位和頭 3 項一樣:1 + 4 + 7 = 12。個位之和是 56 × 94 + 12 = 5276。
  5. 5.所以和的個位是 6。
  6. ⚠️常見錯誤:以為每項的個位每 10 個一循環(2² 的個位是 4,12¹² 的個位卻是 6)。

答案:6

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