2024 AMC 12B 第 14 题

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14.

一个整数的 100100 次方除以 125125 时,可能得到多少种不同余数?
How many different remainders can result when the 100100th power of an integer is divided by 125?125?
11
22
55
2525
125125
答案:B
知识点:欧拉函数模幂运算
小提示:
分为与 55 互质的整数,以及被 55 整除的整数。
Split into integers coprime to 55 and integers divisible by 55
大提示:
因为 φ(125)=100\varphi(125) = 100,Euler 定理说明当 gcd⁡(n,5)=1\gcd(n,5)=1 时,n100≡1(mod125)n^{100} \equiv 1 \pmod{125};而 55 的倍数满足 n100n^{100} 被 125125 整除。
Since φ(125)=100,\varphi(125) = 100, Euler’s theorem gives n100≡1(mod125)n^{100} \equiv 1 \pmod{125} when gcd⁡(n,5)=1;\gcd(n,5)=1; a multiple of 55 has n100n^{100} divisible by 125125
解答:
若 nn 与 55 互质,则由 φ(125)=100\varphi(125) = 100 和 Euler 定理可得 n100≡1(mod125)n^{100} \equiv 1 \pmod{125}。若 nn 是 55 的倍数,则 n100n^{100} 被 51005^{100} 整除,因而也被 125125 整除,余数为 00。
因此只可能出现余数 00 和 11,共 22 种。
所以正确答案是 B。
If nn is coprime to 5,5, then since φ(125)=100,\varphi(125) = 100, Euler’s theorem gives n100≡1(mod125).n^{100} \equiv 1 \pmod{125}. If nn is a multiple of 5,5, then n100n^{100} is divisible by 5100,5^{100}, hence by 125,125, leaving remainder 0.0.
So the only possible remainders are 00 and 1,1, which is 22 distinct values.
Thus, the correct answer is B.
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