Was ist die letzte Ziffer von 3715290469715693021198967285016729344580685479654510946723 hoch 68819615221552997273737174557165657483427362207517952651?

5 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Wenn man 2 Zahlen a und b miteinander multipliziert, dann wird die letzte Ziffer des Ergebnisses nur von den letzten Ziffern von a und b beeinflusst.

Du kannst das Ganze also schon mal vereinfachen zu

3 hoch 68819615221552997273737174557165657483427362207517952651

Damit weißt du, dass nur die Ziffern 3, 9, 7 und 1 in Frage kommen.

Als nächstes siehst du, dass der Exponent ungerade ist. Daraus ergibt sich dann, dass das Ergebnis nur 3 oder 7 sein kann.

Anu2005 
Fragesteller
 30.12.2022, 18:48

Und wenn der Exponent gerade wäre? Oder anders wieso ausgerechnet die Zahlen 3 und 7?

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Spiderpig42  30.12.2022, 18:51
@Anu2005

3^1 = 3 -> 3
3^2 = 9 -> 9
3^3 = 27 -> 7
3^4 = 81 -> 1
usw.
3^5 -> 3
3^6 -> 9
3^7 -> 7
3^8 -> 1

Das Ganze geht immer im Kreis. 3,9,7,1,3,9,7,1, usw.

Bei geraden Exponenten kommt immer eine 9 oder 1 raus.

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jonschneee  30.12.2022, 18:54
@Anu2005

Es kommt immer zyklisch 9, 7, 1 und 3 raus. 7 und 3 bei ungeradem Exponenten, 9 und 1 bei geradem. Jetzt kommt es nur noch darauf an, ob der Exponent durch 3 teilbar ist oder nicht.

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ranger1111  30.12.2022, 19:02
@jonschneee

Was willst du denn über Teilbarkeit durch 3 herausfinden? Man müsste doch bei ungeradem Exponenten "2k + 1" herausfinden, ob k gerade oder ungerade ist. Oder täusche ich mich?

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jonschneee  31.12.2022, 11:30
@jonschneee

Richtig ist folgende Überlegung: Da zyklisch immer 3, 9, 7 und 1 herauskommt und nur 7 und 3 in Frage kommen, kommt es darauf an, ob (Exponent mod 4) = 1 oder = 3 ist. Im ersten Fall wäre 3 die Lösung, im zweiten Fall 7. (Exponent mod 4) ist aber = 3, da (Exponent - 3) durch 4 teilbar ist, denn (Exponent - 3) hat die Endziffer 8. (Exponent - 1) dagegen hat die Endziffern 50, was nicht durch 4 teilbar ist. Also ist 7 die Lösung.

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Anu2005 
Fragesteller
 30.12.2022, 18:51

Das ist Sehr gut, nur brauche ich einen Weg, ein definitives Ergebnis zu erhalten. Ich brauche das Ergebnis, da ich weiß, dass es 7 ist, nur ich nicht weiß wie ich genau auf die 7 komme.

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Spiderpig42  30.12.2022, 19:11
@Anu2005

Wenn du von der Zahl 3 abziehst, erhältst du als letzte Ziffer eine 8 und die ist durch 4 teilbar. Ziehst du dagegen nur 1 ab, dann hast du eine 0 und die ist lediglich durch 2, aber nicht durch 4 teilbar. Folglich kann die Lösung nur 7 sein.

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Anu2005 
Fragesteller
 01.01.2023, 04:14
@Anu2005

Ich habe jetzt genug Antworten für die Lösung, vielen dank.

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Von Experte Willy1729 bestätigt

Dass die letzte Ziffer von der Potenz nur von der letzten Ziffer der Basis abhängt, kann man aus dem Binomischen Lehrsatz ableiten.

Wenn man (10a + b)(10a + b)(10a + b)...(10a + b) ausmultipliziert, ist nur der Summand, den man erhält, wenn man in jeder Klammer b auswählt, nicht notwendigerweise durch 10 teilbar. Die Zahl (10a + b)ⁿ hat also dieselbe Endziffer wie bⁿ.

In diesem Fall ist b = 3.

Berechnen wir bⁿ für n ∈ {0, 1, 2, 3, 4}:

3⁰ = 1
3¹ = 3
3² = 9
3³ = 27
3⁴ = 81

Wir sehen, die Endziffer 1 wiederholt sich beim vierten Mal. Das heißt, wenn n durch 4 teilbar ist, ist die Endziffer auch wieder 1, denn wenn n = 4k, kann man schreiben 3ⁿ = 3⁴ᵏ = 81ᵏ und wie wir bereits gesehen haben, ist die Endziffer von (80 + 1)ᵏ gleich 1ᵏ = 1.

Eine Zahl ist durch 4 teilbar, wenn die Zahl aus den letzten beiden Ziffern durch 4 teilbar ist. In dem Fall hätte die nächstkleinere durch 4 teilbar Zahl die Endziffern 48 und die Endziffer von der Potenz wäre dann 1. Jetzt muss man nur noch 3³ multiplizieren. Die Endziffer der gesamten Potenz ist somit 7.

ranger1111  31.12.2022, 15:25

Eine Herleitung auf Hochschulniveau 👍

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Anu2005 
Fragesteller
 01.01.2023, 04:13

Genial, für mich sogar etwas zu genial. Dennoch kann ich das noch knapp nachvollziehen, vielen dank.

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Damit ich die Zahlen nicht allzu oft ausschreiben muss definiere ich...

a = 3715290469715693021198967285016729344580685479654510946723

i = 68819615221552997273737174557165657483427362207517952651

Gesucht ist nun (im Dezimalsystem) die letzte Ziffer von aⁱ.

Die letzte Ziffer einer natürlichen Zahl im Dezimalsystem ist gleich dem Rest bei Division durch 10. Gesucht ist also:



=============

Nun würde ich zunächst den Satz von Euler nutzen.

Es ist...



Für jede natürliche Zahl a mit ggT(a, 10) = 1 ist nun...





[Die Bedingung ggT(a, 10) = 1 ist im konkreten Fall offensichtlich erfüllt, da a nicht 0, 2, 4, 8 oder 5 als Endziffer hat, also nicht durch 2 oder 5 teilbar ist, wobei 2 und 5 die Primfaktoren von 10 sind.]

Damit erhält man dann weiter...



Wegen



erhält man...



Des Weiteren ist...



Dabei ist a mod 10 gleich der letzten Ziffer von a, also gleich 3.

Damit erhält man dann...



Ergebnis: Die gesuchte Ziffer ist 7.

PhotonX  30.12.2022, 19:15

51 mod 4 ist 3 und nicht 1, denn 50 ist nicht teilbar durch 4, ansonsten passt's!

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mihisu  30.12.2022, 19:17
@PhotonX

Ja, danke. Das ist mir dann auch noch aufgefallen. Ich habe die Antwort inzwischen bearbeitet.

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Kann schon mal nur 3, 9, 7 oder 1 sein, denn 3*3=9, 9*3=27, 7*3=21, 1*3=3. Der Exponent ist ungerade, also kommt nur 7 oder 3 in Frage.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
Anu2005 
Fragesteller
 30.12.2022, 18:44

Wie kommst du auf 9*3, 3*3, 7*3 und 1*3? Warum diese Zahlen und nicht keine Ahnung sowas wie 3*4?

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Anu2005 
Fragesteller
 30.12.2022, 18:46
@Anu2005

Ach bin dumm jetzt verstehe ich es.

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jonschneee  30.12.2022, 18:47
@Anu2005

Wenn Du die 3 immer wieder mit sich selbst multiplizierst, kommt als letzte Ziffer immer eine 9, 7, 1 oder 3 raus.

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Ich glaube es wird so gehen:

Guck ob der Exponent durch 2, 3, 4 und 5 teilbar ist. Falls alles nicht zutrifft, so ist er vielleicht durch 7 teilbar.

Die Basis hat eine 3 am Ende. Zahlen mit der 3 am Ende ergeben mit sich selbst multipliziert in der letzten Ziffer zyklisch eine 3, 9, 7 und 1.

Das sollte schon in die richtige Richtung führen.