今天,就來一起探讨這道經典的題:
“1×2×3×4×……×99×100即連續的100個數相乘,積的末尾有幾個連續的0”。
那這個題怎麼思考?難道要把這些數都乘起來,這的确是個愚公移山的辦法,但不夠巧妙也比較耗時。
那首先審題,要求的是100個連續的數相乘,末尾連續0的個數。思考一下:什麼樣的數乘起來末尾有0?
這是乘法算式中一個基本知識,如果乘法算式中的兩個因數中,一個含有因數2,另一個含有因數5,則它們的積一定是10的倍數,末尾就有0。
這題的方法當然不唯一,我們先看看容易錯誤的情況:20個0、21個0等
有同學會先化繁為簡,以小見大。先思考連乘個數少的情況,進而尋找規律:
先看看1×2×3……×10,積末尾幾個0。這裡2×5等于10,10×10等于100。所以有2個0。
再看看1×2×3……×20,積末尾幾個0。這裡11到20這幾個因數中有15和20,找到因數2乘在一起又出現2個0。所以一起有4個0。
再看看1×2×3……×30,積末尾幾個0。這裡21到30這幾個因數中有25和30,找到因數2乘在一起又出現2個0。所以一起有6個0。
……
進入歸納推理,這100個數相乘,分成10組,每組出現2個0,所以1×2×3……×100,積末尾20個0。
也有同學這樣分類思考:
這100個數當中,能夠和2乘起來出現0的隻有5的倍數,而5的倍數特征就是數末尾有5和0。所以找出這些數就可以:
末尾有5:5、15、25、35、45、55、65、75、85、95,一共10個數。
末尾有0:10、20、30、40、50、60、70、80、90、100,一共10個數。
所以1×2×3……×100,積末尾20個0。或者有同學發現100這個數特殊,有2個0.所以積末尾應該21個0。
其實,上面的錯誤比較典型。其實學生已經有些思路,但卻未注意到同樣是5的倍數,但含有因數5的個數是不一樣的。我們先理清一些事實:
1.在這100個數當中,含有因數2的數很多,隻要是偶數至少含有一個因數2,也就是2的因數個數顯然多于5的因數個數。所以到底産生多少個0是有5的個數決定的。有幾個5,就可以組成幾個5×2,乘積的末尾有幾個0。
2.再看看1~100中有多少個5的倍數?
連續自然數中每5個數就會有一個5的倍數。100÷5=20(個),得到一共有20個5的倍數。
但這些5的倍數可以再分分類:
5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100。
含有一個質因數5的數:16個
含有2個質因數5的數:4個
25=5×5;50=5×5×2;75=5×5×3;100=5×5×2×2
25、50、75、100都是25的倍數,有4個。也可以用100÷25=4(或20÷5=4)計算。這四個數也就能分解2個質因數5出來。
所以,雖然隻有20個5的倍數,但含有5的因數個數确是:16×1 4×2=24(個)。
或者這樣思考:20個5的倍數都能分出一個5,就是20個。但25、50、75、100這四個數還可以再分出一個5,所以共有20 4=24(個)。
所以,積的末尾就有24個0.
現在再看之前的錯誤,就容易發現錯誤的原因是未注意25的倍數這四個數,其實能夠乘得2個0。所以20、21個0都是錯的。
讀到這,應該可以獨立嘗試一題:
“1×2×3×4×……×99×500即連續的500個數相乘,積的末尾有幾個連續的0”。
這道題數據從100個數連乘變成500個數連乘,看似變得複雜多,但思路是一樣的。但的确又容易出錯。
第一步:先求出5的倍數個數:500÷5=100(個)
第二步:在這100個數中,還要篩選出一些數。這些數是25(5×5),125(5×5×5)的倍數。
25的倍數個數:500÷25=20個或(100÷5=20)
125的倍數個數:500÷125=4個或(20÷5=4)
最終,含義因數5的個數一共:100 20 4=124(個),所以積的末尾有124個0。
顯然,這題和上題的區别就在于出現125的倍數。否則容易遺漏4個0。
最後,根據之前的分析,再思考以下幾個變式的題,期待你的挑戰!
題1:“1×2×3×4×……×999×1000即連續的1000個數相乘,積的末尾有幾個連續的0”
題2:“1×2×3×4×……×2019×2020即連續的2020個數相乘,積的末尾有幾個連續的0”
題3:把若幹個自然數1、2、3……連乘到一起,如果已知這個乘積的最末53位恰好都是0,那麼最後出現的自然數最小應該是多少?最大是多少?
題4:20的n次方是2001×2000×1999×……×1的因數,自然數n最大可以是幾?
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