乘方的末位数字:转盘每几格转回来
从 3 的乘方末位发现 4 个一循环,把循环画成转盘,用指数除以周期定落点;换底数先写循环再做除法。
题目
不用把大数算出来,只研究末位数字。
- 依次写出 到 的末位数字,找出循环的周期;再求 的末位数字。
- 的末位数字是多少?说明指数除以周期后的余数怎样决定落点。
- 底数换成 4:先写出 4 的若干次乘方的末位,它的周期和 3 一样吗? 的末位数字是多少?
答案:3 的循环是 3、9、7、1,周期 4;3²⁰²¹ 的末位是 3。7²⁰²⁴ 的末位是 1(余 0 落在组末)。4 的循环只有 4、6 两个,4²⁰²⁵ 的末位是 4。
核心:末位数字不需要把大数算出来——每次乘法,新的末位只由上一次的末位决定。写出循环,再用指数除以周期找落点,和周期课找图形是同一件事。
播放时先看 3 的前 8 个末位怎样 4 个一循环,再看转盘怎样用余数定落点。
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按步骤看图,自己说出理由
点开一步,先指着图说“这一部分为什么这样数”,再读说明。上方动画使用相同步骤,可逐步播放。
1.末位只由上一次的末位决定
| 项号 | 第 1 项 | 第 2 项 | 第 3 项 | 第 4 项 | 第 5 项 | 第 6 项 | 第 7 项 | 第 8 项 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 数值 | 3 | 9 | 7 | 1 | 3 | 9 | 7 | 1 |
3¹、3²、……、3⁸ 的末位:3、9、7、1、3、9、7、1——每 4 个一循环
要算三的二千零二十一次方,笔算根本写不下。但题目只问末位数字,而末位有自己的脾气:每次再乘一个三,新的末位只由上一次的末位决定。把三的一次方到八次方的末位写出来:三、九、七、一、三、九、七、一。看,每四个一循环。
2.循环画成转盘
5÷4 余 1 → 第 1 格 → 3
转盘按乘一次转一格:只把上一位的末位数字乘底数再取个位,不写大数。
把循环画成转盘:三,乘一次转一格到九,再转到七,再转到一,再转又回到三。乘一次转一格,转盘永不停。所以问很远的一次方,只要知道转了很多格以后,停在第几格。
3.指数除以周期,余数定落点
2021÷4 余 1 → 第 1 格 → 3
转盘按乘一次转一格:只把上一位的末位数字乘底数再取个位,不写大数。
2021 ÷ 4 = 505 余 1 → 落在第 1 格 → 末位是 3
二千零二十一次方,就是从一次开始,一共转了二千零二十格。用二千零二十一除以四,商五百零五,余一。余一,说明停在第一格,末位是三。余几就落在第几格;整除时余零,正好走完一圈,落在最后一格。这和周期课里找图形是同一件事。
4.换底数,先写循环再除法
2024÷4 余 0 → 第 4 格 → 1
转盘按乘一次转一格:只把上一位的末位数字乘底数再取个位,不写大数。
7 的循环是 7、9、3、1;2024 ÷ 4 余 0 → 组末 → 末位是 1
换底数也一样。七的末位循环是七、九、三、一。二千零二十四除以四,整除,落在循环末尾,末位是一。二和八的循环长也是四;四的循环只有四、六两个;五和六的末位从来不变。先写出循环,再做除法,任何底数都是这一套。
这一课要用倍数与递推课的乘方记号(2⁴ 表示 4 个 2 相乘)和周期课的“项号除以周期”。
生活里的它:里程表
汽车里程表的最末一位轮转:开一公里转一格,0 转到 9 又回 0。乘方的末位也是一只小转盘——每乘一次底数转一格,转到头就从头再来。区别只是这只转盘的格数由底数决定:3 的转盘 4 格,4 的转盘 2 格,5 和 6 的转盘“卡住不动”。
末位只由末位决定
先算小的:,,,,。末位依次是 3、9、7、1、3。
为什么不用往下算大数?27×3 的个位只由 7×3=21 的个位决定,是 1;十位、百位乘完不影响个位。所以末位永远“只乘末位”:3→9→7→1→3→……,周期 4。
指数除以周期,余数定落点
余 1,落在循环第 1 格,末位是 3。余 2 → 9,余 3 → 7,余 0 → 第 4 格(1)——整除落在组末,和周期课“余 0 是最后一个图形”完全一样。
换底数:先写循环,再做除法
| 底数 | 末位循环 | 周期 |
|---|---|---|
| 2 | 2、4、8、6 | 4 |
| 3 | 3、9、7、1 | 4 |
| 4 | 4、6 | 2 |
| 5、6 | 5(6)不变 | 1 |
| 7 | 7、9、3、1 | 4 |
| 8 | 8、4、2、6 | 4 |
| 9 | 9、1 | 2 |
7²⁰²⁴:2024÷4 整除 → 组末 → 1。4²⁰²⁵:周期是 2,2025÷2 余 1 → 第 1 格 → 4。注意 4 的周期不是 4,除法要按它自己的周期做。
自测:先写循环,再除
自测 1:换一个远指数
求 的末位数字,写出除法算式。
核对第 1 题
1。2024÷4=506 整除,落在循环(3、9、7、1)第 4 格,末位是 1。
整除落组末。也可用 3⁴=81 的末位是 1 来核对:每 4 次乘方正好转一整圈。
自测 2:两位数的底数
求 的末位数字。
核对第 2 题
7。13 的末位是 3,循环同 3:3、9、7、1。2023÷4 余 3 → 第 3 格 → 7。
底数的十位不影响个位:个位乘法只吃个位。
自测 3:末位不变的同学
5 的任何次方的末位是多少?6 呢?它们的“周期”可以说是几?
核对第 3 题
5 的末位永远是 5;6 的末位永远是 6。周期是 1。5×5=25、25×5=125,个位始终是 5。
周期 1 意味着不需要除法:任何指数都落在同一格。遇到它们直接写答案。
下次见到“很大次方的末位”,三步走:写循环 → 数周期 → 指数除以周期看余数(余 0 落组末)。