如何表示最后两位都是 1 的任意一个数字?

一、题目题目 - 荒原之梦

任取一整数 K, 请求解数字 K3 的最后两位数字均为 1 的概率。

难度评级:

二、解析 解析 - 荒原之梦

首先,记事件 A 为“K3 的最后两个数字均为 1”这一事件。

如果 x1, x2, x3, , xn 可以取 0, 1, 2, 3, , 9 这十个数字中的任意一个值,则数字 K 可以表示为:

K=x1+10x2+100x3+

其中,x1 是数字 K 的“个位”,10x2 是数字 K 的“十位”,100x3 是数字 K 的百位,依此类推。

由于 K 的千位上的 100x3 在个位和十位上都是 0, 无论是经过一次方运算、二次方运算,还是三次方运算后,都只能为 K3 的个位和十位提供 0, 所以在这里不用考虑 100x3.

但是,K 的十位上的 10x2 却可能在经过一次方运算之后,为 K3 的十位提供非零数字,所以,对于 K3 的个位和十位的分析,只需要考虑 x110x2 即可:

K3=(x1+10x2+)3

接着,根据三次多项式的展开式公式可得:

(1)(x1+10x2)3= x13+(10x2)3+3x1210x2+3x1(10x2)2= x13+(10x2)3+30x12x2+300x1x22

在上面的式子 (1) 中,(10x2)3 必然会产生个位、十位和千位都等于零的数字,300x1x22 也会产生个位和十位都等于零的数字,所以,对 K3 个位和十位是否都等于 1 的判断,只需要考虑式子 (1) 中的 x1330x12x2, 可记为:

(2)K3=x13+30x12x2+

由式子 (2) 知,数字 K3 的个位和十位,仅由 x1x2 决定,由于 x1x2 都可能是 09 这十个数字中的任何一个,于是,所有可能的组合,或者说样本点总数就是:

1010=100

由于 x13 能决定 K3 的个位或者个位和十位,30x12x2 不能决定 K3 的个位,只能参与决定 K3 的十位,所以,K3 的个位只由 x13 自己决定。

又因为在 09 这十个数字中,只有数字 1 的三次方所得的数字的个位是 1, 所以:

x1=1

于是:

K3= x13+30x12x2+= 1+30x2+

于是可知,我们此时已经确定了 K3 的个位,接着只需要确定 K3 的十位,或者说比 K3 少一位的数字的个位——

为了让 K3 减少一个位,可以先减去其个位数字:

K31

之后,再除以 10, 即可得到比 K3 少一位的数字, 即:

K3=1+30x2 K31=30x2 K3110=30x210 K3110=3x2

于是可知,我们接下来只需要考虑如何让 K3110 这个数字的个位为 1 即可,也就是让 3x2 的个位为 1 即可,因此,只能有:

x2=7

于是可知,使得事件 A(即 K3 的最后两个数字均为 1 这一事件)发生的可能性只有 x1 = 1x2 = 7 这一种情况,可能发生的次数为:

1×1=1

于是,事件 A 发生的概率为:

P(A)=1100=0.01


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