1992 AIME 第 15 题

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15.

定义正整数 nn 为阶乘尾数,其条件是存在正整数 mm,使得 m!m! 的十进制表示末尾恰有 nn 个零。小于 19921992 的正整数中,有多少个不是阶乘尾数?

Define a positive integer nn to be a factorial tail if there is some positive integer mm such that the decimal representation of m!m! ends with exactly nn zeroes. How many positive integers less than 19921992 are not factorial tails?

答案:396
知识点:末尾零阶乘补集计数
难度评级:2650
小提示:

f(m)=j1m5jf(m)=\sum_{j\geq1}\lfloor \frac{m}{5^j}\rfloor,它表示 m!m! 末尾零的个数

Let f(m)=j1m5jf(m)=\sum_{j\geq1}\lfloor \frac{m}{5^j}\rfloor, the number of trailing zeroes in m!m!

大提示:

ff 取得的每个正值都首次出现在某个 5k5k 处,并且 f(5k)=k+f(k)f(5k)=k+f(k)

Every positive value attained by ff first appears at a multiple 5k5k, where f(5k)=k+f(k)f(5k)=k+f(k)

解答:

末尾零的个数为 f(m)=j1m5jf(m)=\sum_{j\geq1}\lfloor \frac{m}{5^j}\rfloor。它所取得的不同正值都出现在 5k5k 处,并且 f(5k)=k+f(k)f(5k)=k+f(k)kk 严格递增。现在 f(1595)=319+63+12+2=396\begin{aligned}f(1595)&=319+63\\&\quad+12+2=396\end{aligned}\text{,}所以 f(7975)=1595+396=1991f(7975)=1595+396=1991。对 k=1596k=1596,同样计算得 f(k)=396f(k)=396,因而 f(5k)=1992f(5k)=1992。因此恰有 15951595 个不超过 19911991 的正整数是阶乘尾数。在 19911991 个小于 19921992 的正整数中,没有出现的数共有 19911595=3961991-1595=396 个。

The number of trailing zeroes is f(m)=j1m5j.f(m)=\sum_{j\geq1}\lfloor \frac{m}{5^j}\rfloor. Its positive distinct values occur at the multiples 5k,5k, and f(5k)=k+f(k)f(5k)=k+f(k) is strictly increasing with k.k. Now f(1595)=319+63+12+2=396,\begin{aligned}f(1595)&=319+63\\&\quad+12+2=396,\end{aligned} so f(7975)=1595+396=1991.f(7975)=1595+396=1991. For k=1596,k=1596, the same calculation gives f(k)=396,f(k)=396, hence f(5k)=1992.f(5k)=1992. Therefore exactly 15951595 positive values through 19911991 are factorial tails. Of the 19911991 positive integers below 1992,1992, the number omitted is 19911595=396.1991-1595=396.

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