2010 AMC 10A 第 24 题

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24.

90!90! 的最后两个非零数字组成的数等于 nn。nn 是多少?
The number obtained from the last two nonzero digits of 90!90! is equal to n.n. What is n?n?
1212
3232
4848
5252
6868
答案:A
知识点:阶乘模运算中国剩余定理末尾零
小提示:
去掉产生末尾零的因数,然后模 100100 计算。
Remove the factors making trailing zeroes, then work modulo 100100
大提示:
用模 44 和模 2525 的同余确定最后两位。
Use congruences modulo 44 and modulo 2525 to pin down the last two digits
解答:
90!90! 末尾零的个数为 ⌊905⌋+⌊9025⌋=21\left\lfloor\dfrac{90}{5}\right\rfloor+\left\lfloor\dfrac{90}{25}\right\rfloor=21。令 N=90!1021N=\dfrac{90!}{10^{21}}。
去掉 102110^{21} 后仍剩下超过两个因数 22,所以 N≡0(mod4)N\equiv0 \pmod4。
设 AA 为 90!90! 中不被 55 整除的因数之积,BB 为被 55 整除的因数之积。按模 2525 的余数分组,得到 A≡1(mod25)A\equiv1\pmod{25} 且 B521≡−1(mod25)\dfrac{B}{5^{21}}\equiv-1\pmod{25}。
因此 90!521≡−1(mod25)\dfrac{90!}{5^{21}}\equiv-1\pmod{25}。又因为 221≡2(mod25)2^{21}\equiv2\pmod{25},所以 N=90!521⋅221N=\dfrac{90!}{5^{21}\cdot2^{21}} ≡−13\equiv-13 ≡12(mod25)\equiv12\pmod{25}。
同时满足 0(mod4)0\pmod4 和 12(mod25)12\pmod{25} 的数为 12(mod100)12\pmod{100},所以最后两个非零数字组成 1212。
所以正确答案是 A。
The number of trailing zeroes in 90!90! is ⌊905⌋+⌊9025⌋=21.\left\lfloor\dfrac{90}{5}\right\rfloor+\left\lfloor\dfrac{90}{25}\right\rfloor=21. Let N=90!1021.N=\dfrac{90!}{10^{21}}.
There are still more than two factors of 22 left after removing 1021,10^{21}, so N≡0(mod4).N\equiv0 \pmod4.
Let AA be the product of factors of 90!90! not divisible by 5,5, and let BB be the product of the factors divisible by 5.5. Grouping residues modulo 2525 gives A≡1(mod25)A\equiv1\pmod{25} and B521≡−1(mod25).\dfrac{B}{5^{21}}\equiv-1\pmod{25}.
Therefore 90!521≡−1(mod25).\dfrac{90!}{5^{21}}\equiv-1\pmod{25}. Since 221≡2(mod25),2^{21}\equiv2\pmod{25}, N=90!521⋅221N=\dfrac{90!}{5^{21}\cdot2^{21}} ≡−13\equiv-13 ≡12(mod25).\equiv12\pmod{25}.
The number congruent to 0(mod4)0\pmod4 and 12(mod25)12\pmod{25} is 12(mod100),12\pmod{100}, so the last two nonzero digits form 12.12.
Thus, A is the correct answer.
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