Как найти скалярное произведение векторов
Задача. На координатной плоскости (рис.1) изображены векторы \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \). Найдите скалярное произведение векторов \( \vec{a}\ \)и \( 2\vec{b}\ \).
Решение.
Скалярным произведением векторов
\( \vec{a}\ \){a1; a2} и \( \vec{b}\ \){b1; b2}
называется число a1b1 + a2b2.
Произведением вектора \( \vec{a}\ \){a1; a2} на число λ называется вектор \( λ\vec{a}\ \){λa1; λa2}.
Пусть вектор \( \vec{a}\ \)имеет началом точку
А1(х1; у1), а концом – точку А2(х2; у2).
Координатами вектора \( \vec{a}\ \) будем называть числа а1 = х2 -х1, а2 = у2 -у1.
У нас (см. рис.2) А1(-2; 5), А2(-6; -4).
Тогда \( \vec{a}(-4; -9)\ \).
Так как В1(6; 2), В2(1; -2), то \( \vec{b}\ \){-5; -4}.
Следовательно, \( 2\vec{b}(-10; -8)\ \).
Итак, искомое скалярное произведение
\( \vec{a}\ \)и \( 2\vec{b}\ \):
\( \vec{a}\ \)∙ \( 2\vec{b}\ \)= -4 ∙ (-10) + (-9) ∙ (-8) = 40 + 72 = 112.
Ответ: 112.
Задача. На координатной плоскости (рис.3) изображены векторы \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \). Найдите скалярное произведение векторов \( 2\vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \).
Решение.
У нас (см. рис.4) А1(-6; 4), А2(-2; -2).
Тогда \( \vec{a}\ \){4; -6} и \( 2\vec{a}\ \){8; -12}.
Начало и конец вектора \( \vec{b}\ \) – точки В1(-1; -4) и В2(2; 3),
следовательно, \( \vec{b}\ \){3; 7}.
Итак, искомое скалярное произведение
\( 2\vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \):
\( 2\vec{a}\ \)∙ \( \vec{b}\ \)= 8 ∙ 3 + (-12) ∙ 7 = 24 -84 = -60.
Ответ: -60.
Задача. Даны векторы \( \vec{a}\ \)(2; -5) и \( \vec{b}\ \)(5; 7). Найдите скалярное произведение векторов \( 0,6\vec{a}\ \)и \(1,4\vec{b}\ \).
Решение.
\( 0,6\vec{a}\ \)(0,6 ∙ 2; 0,6 ∙ (-5)); \( 0,6\vec{a}\ \)(1,2; -3).
\( 1,4\vec{b}\ \)(1,4 ∙ 5; 1,4 ∙ 7); \( 1,4\vec{b}\ \)(7; 9,8).
Скалярное произведение этих векторов
\( 0,6\vec{a}\ \)∙ \(1,4\vec{b}\ \) = 1,2 ∙ 7 + (-3) ∙ 9,8 = 8,4 -29,4 = -21.
Ответ: -21.
Задача. Даны векторы \( \vec{a}\ \)(2,2; -4) и
\( \vec{b}\ \)(-1,25; -1). Найдите скалярное произведение векторов \( 3\vec{a}\ \)и \(4\vec{b}\ \).
Решение.
Искомое скалярное произведение векторов
\( 3\vec{a}\ \)∙ \(4\vec{b}\ \) = 12\( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{b}\ \) = 12(2,2 ∙ (-1,25) + (-4) ∙ (-1)) =
= 12(-2,75 + 4) = 12 ∙ 1,25 = 15.
Ответ: 15.
Задача. На координатной плоскости (рис.5) изображены векторы \( \vec{a}\ \), \( \vec{b}\ \)и \( \vec{c}\ \). Найдите скалярное произведение \( \vec{a}\ \)∙ \( (\vec{b}+\vec{c})\ \).
Решение.
Мы знаем, что скалярное произведение двух векторов равно сумме произведений соответственных координат этих координат.
Сумму векторов \( \vec{b}\ \) и \( \vec{c}\ \) заменим вектором \( \vec{d}\ \).
Найдём координаты векторов \( \vec{a}\ \)и \( \vec{d}\ \).
Смотрим рис. 6.
А1(-1; -2) и А2(-7; 3). Тогда \( \vec{a}\ \){-6; 5}.
B1(5; -4) и B2(5; 1). Тогда \( \vec{b}\ \){0; 5}.
C1(1; 4) и C2(-6; -1). Тогда \( \vec{c}\ \){-7; -5}.
При сложении двух векторов, складываются соответственные координаты этих векторов.
Так как \( \vec{d}\ \)= \( \vec{b}\ \)+\( \vec{c}\ \), то \( \vec{d}\ \){-7; 0}. Тогда искомое скалярное произведение:
\( \vec{a}\ \)∙ \( ( \vec{b}+\vec{c})\ \)= \( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{d}\ \) = -6 ∙ (-7) + 5 ∙ 0 = 42.
Ответ: 42.
Задача. На координатной плоскости (рис.7) изображены векторы \( \vec{a}\ \), \( \vec{b}\ \)и \( \vec{c}\ \). Найдите скалярное произведение \( \vec{a}\ \)∙ \( (3 \vec{a}- 2 \vec{b})\ \).
Решение.
Применим распределительный закон умножения векторов.
\( \vec{a}\ \)∙ \( (3 \vec{b}- 2 \vec{c})\ \)= \( 3\vec{a}\ \) ∙ \( \vec{b}\ \)- \( 2\vec{a}\ \) ∙ \( \vec{c}\ \).
Найдём скалярные произведения векторов: \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \); \( \vec{a}\ \)и \( \vec{c}\ \).
Определим координаты всех трёх векторов.
Смотрим рисунок 8.
А1(-2; -1) и А2(-7; 3). Тогда \( \vec{a}\ \){-5; 4}.
B1(3; -1) и B2(6; 4). Тогда \( \vec{b}\ \){3; 5}.
C1(2; 5) и C2(-2; 2). Тогда \( \vec{c}\ \){-4; -3}.
Тогда
\( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{b}\ \)= -5 ∙ 3 + 4 ∙ 5 = -15 + 20 = 5;
\( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{c}\ \)= -5 ∙ (-4) + 4 ∙ (-3) = 20 -12 = 8.
Искомое скалярное произведение векторов
\( \vec{a}\ \)∙ \( (3 \vec{b}- 2 \vec{c})\ \)= \( 3\vec{a}\ \) ∙ \( \vec{b}\ \)- \( 2\vec{a}\ \) ∙ \( \vec{c}\ \)= 3 ∙ 5 -2 ∙ 8 = 15 -16 = -1.
Ответ: -1.
Задача. Вычислите скалярное произведение векторов \( \vec{a}\ \) и \( \vec{b}\ \),
если |\( \vec{a}\ \)| = 3, |\( \vec{b}\ \)| = 4, а угол между ними равен 60°.
Решение.
Скалярным произведением двух векторов называется произведение их длин на косинус угла между ними.
\( \vec{a}\ \) ∙ \( \vec{b}\ \)= |\( \vec{a}\ \)| ∙ |\( \vec{b}\ \)| ∙ cosφ,
где φ – угол между векторами \( \vec{a}\ \) и \( \vec{a}\ \).
Получаем
\( \vec{a}\ \) ∙ \( \vec{b}\ \)= 3 ∙ 4 ∙ cos60° = 12 ∙ 0,5 = 6.
Ответ: 6.
Задача. Вычислите скалярное произведение векторов
\( \vec{p}\ \) = \( \vec{a}\ \)- \( \vec{b}\ \)- \( \vec{c}\ \) и \( \vec{q}\ \) = \( \vec{a}\ \)- \( \vec{b}\ \)+\( \vec{c}\ \),
если |\( \vec{a}\ \)| = 5, |\( \vec{b}\ \)| = 2, |\( \vec{c}\ \)| = 4 и \( \vec{a} \perp \vec{b}\ \).
Решение.
\( \vec{p}\ \) ∙ \( \vec{q}\ \)= (\( \vec{a}\ \)- \( \vec{b}\ \)-\( \vec{c}\ \)) ∙ (\( \vec{a}\ \)- \( \vec{b}\ \)+\( \vec{c}\ \))=
= \( \vec{a}\ \)2-\( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{b}\ \)-\( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{c}\ \)-\( \vec{a}\ \) ∙ \( \vec{b}\ \)+\( \vec{b}\ \)2+\( \vec{b}\ \) ∙ \( \vec{c}\ \)+\( \vec{a}\ \) ∙ \( \vec{c}\ \)-\( \vec{b}\ \) ∙ \( \vec{c}\ \)-\( \vec{c}\ \)2 =
= |\( \vec{a}\ \)|2+|\( \vec{b}\ \)|2-|\( \vec{c}\ \)|2-\(2 \vec{a}\ \)∙ \( \vec{b}\ \)= 52 + 22 -42 -0 =
= 25 + 4 -16 = 13.
Скалярное произведение двух взаимно перпендикулярных векторов равно нулю.
Так как у нас по условию \( \vec{a} \perp \vec{b}\ \), то \( \vec{a}\ \) ∙ \( \vec{b}\ \)= 0.
Ответ: 13.
Задача. Вычислите скалярное произведение векторов \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \),
если \( \vec{a}\ \)= 3\( \vec{p}\ \) -2\( \vec{q}\ \) и \( \vec{b}\ \)= \( \vec{p}\ \)+ 4\( \vec{q}\ \), где \( \vec{p}\ \)и \( \vec{q}\ \) – единичные взаимно перпендикулярные векторы.
Решение.
\( \vec{a}\ \)∙ \( \vec{b}\ \)= (3\( \vec{p}\ \) -2\( \vec{q}\ \))(\( \vec{p}\ \)+ 4\( \vec{q}\ \)) = 3\( \vec{p}\ \)2 -2\( \vec{p}\ \)∙ \( \vec{q}\ \)+ 12\( \vec{p}\ \)∙ \( \vec{q}\ \) -8\( \vec{q}\ \)2 =
= 3|\( \vec{p}\ \)|2 +10\( \vec{p}\ \)∙ \( \vec{q}\ \) -8|\( \vec{q}\ \)|2 = 3 ∙ 1 + 10 · 0 -8 ∙ 1 = -5.
Ответ: -5.
Задача. Даны точки А(1; 3; 0), B(2; 3; -1),
C(1; 2; -1). Найдите скалярное произведение
векторов \( \vec{AB}\ \) и \( \vec{AC}\ \).
Решение.
Так как скалярное произведение векторов равно сумме произведений соответственных координат этих векторов, то найдём эти координаты.
\( \vec{AB}\ \){2-1; 3-3; -1-0} → \( \vec{AB}\ \){1; 0; -1};
\( \vec{AC}\ \){1-1; 2-3; -1-0} → \( \vec{AC}\ \){0; -1; -1}.
\( \vec{AB}\ \) ∙ \( \vec{AC}\ \) = 1 ∙ 0 + 0 ∙ (-1) + (-1) ∙ (-1) = 1.
Ответ: 1.
Как найти косинус угла между векторами, изображёнными на координатной плоскости
Задача. На координатной плоскости изображены векторы \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \). Найдите cosα,
где α – угол между векторами \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \).
1 способ решения – традиционный.
Применим формулу \( cos \alpha=\frac{ \vec{a}\: \cdot\: \vec{b}}{| \vec{a}|\: \cdot\:| \vec{b}|}\ \) ( * )
Здесь \( \vec{a}\: \cdot\: \vec{b}\ \)- скалярное произведение векторов \( \vec{a}\ \)и \( \vec{b}\ \), которое равно сумме произведений соответственных координат этих векторов.
Требуется найти координаты и модули данных векторов.
Для вектора \( \vec{a}\ \)координаты начала А1(-1; -4) и конца А2(-4; 2).
Тогда абсцисса вектора \( \vec{a}\ \)равна -4-(-1) = -3; ордината 2-(-4) = 6.
Вектор \( \vec{a}\ \){-3; 6}, модуль вектора \( \vec{a}\ \):
\( | \vec{a}|=\sqrt{(-3)^2+6^2}\ \)= \( \sqrt{9+36}\ \)= \( \sqrt{45}\ \)= \( 3\sqrt{5}\ \).
Для вектора \( \vec{b}\ \)координаты начала В1(-3; 5) и конца В2(5; 1).
Тогда абсцисса вектора \( \vec{b}\ \) равна 5-(-3) = 8; ордината 1-5 = -4.
Вектор \( \vec{b}\ \){8; -4}, модуль вектора \( \vec{b}\ \):
\( | \vec{b}|=\sqrt{8^2+(-4)^2}\ \)= \( \sqrt{64+16}\ \)= \( \sqrt{80}\ \)= \( 4\sqrt{5}\ \).
Все найденные значения подставляем в формулу ( * ):
\( cos \alpha=\frac{-3\: \cdot\:8\:+\:6\: \cdot\:(-4)}{3\sqrt{5}\ \cdot \:4\sqrt{5}}\ \);
\( cos \alpha=\frac{-48}{12\: \cdot\:5 }\ \);
\( cos \alpha=-\frac{4}{5}\ \);
cosα = -0,8.
Ответ: -0,8.
2 способ решения – нас не будут интересовать координаты векторов.
Выберем точку с целыми координатами на векторе \( \vec{a}\ \).
Пусть это будет точка М(-3; 0). Отложим от этой точки вектор \( \vec{MN}\ \), сонаправленный вектору \( \vec{b}\ \) так, чтобы точка N имела целые координаты. Достроим треугольник АМN.
Сторона АМ этого треугольника – это гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами 2 и 1.
АМ2 = 22 + 12 = 4 + 1= 5;
\( AM=\sqrt{5}\ \).
Сторона МN этого треугольника – это гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами 4 и 2.
МN2 = 42 + 22 = 16 + 4 = 20;
\( MN=\sqrt{20}\ \) или \( MN=2\sqrt{5}\ \).
Сторона АN этого треугольника – это гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами 5 и 4.
АN2 = 52 + 42 = 25 + 16 = 41;
\( AN=\sqrt{41}\ \).
Искомый угол АМТ обозначим через α
На основании теоремы косинусов
\( cos \alpha=\frac{AM^2+MN^2-AN^2}{2 \cdot AM\: \cdot\:MN}\ \);
\( cos \alpha=\frac{5+20-41}{2\sqrt{5}\: \cdot\:2\sqrt{5}}\ \);
\( cos \alpha=-\frac{16}{4\: \cdot\:5 }\ \);
\( cos \alpha=-\frac{4}{5}\ \);
cosα = -0,8.
Ответ: -0,8.
На координатной плоскости изображены векторы а, b и с
Задача. На координатной плоскости изображены векторы
Решение.
Пусть А1(-7; 6) и А2(-3; 3) – начало и конец
Пусть В1(2; 1) и В2(2; 5) – начало и конец
Пусть C1(4; -4) и C2(-4; -2) – начало и конец
Ответ: 5.
Эту задачу на сложение данных векторов можно решить графически, используя правило многоугольника. Из законов сложения векторов следует, что сумма нескольких векторов не зависит от того, в каком порядке они складываются.
Длина (модуль) этого вектора равна 5. Это гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами 3 и 4.
Ответ: 5.
Смотрим видео.
Задача. На координатной плоскости изображены векторы
Смотрим видео.
В июле 2025 года планируется взять кредит в банке на некоторую сумму на 10 лет. Условия его возврата таковы: каждый январь долг увеличивается на 10%
Задача. В июле 2025 года планируется взять кредит в банке на некоторую сумму на 10 лет. Условия его возврата таковы:
-каждый январь долг увеличивается на 10% по сравнению с концом предыдущего года;
-с февраля по июнь необходимо выплатить одним платежом часть долга;
-в июле 2026, 2027, 2028, 2029 и 2030 долг должен быть на одну и ту же сумму меньше долга на июль предыдущего года;
-в июле 2030 года долг должен составлять 800 тысяч рублей;
-в июле 2031, 2032, 2033, 2034 и 2035 годов долг должен быть на другую одну и ту же сумму меньше долга на июль предыдущего года;
Найдите начальную сумму кредита, если сумма выплат по кредиту равна 2090 тысяч рублей.
Решение. Пусть в каждый из первых пяти лет долг будет уменьшаться на х тыс. рублей. Так как через эти 5 лет долг должен составлять 800 тыс. рублей, то первоначальный кредит равен (5х+800). С этой суммы посчитаем все проценты, которые будут начислены банком в первые 5 лет:
0,1(5х+800 + 4х+800 + 3х+800 + 2х+800 + х+800) =
= 0,1 ∙ 15х + 0,1 ∙ 800 ∙ 5 = 1,5х + 400 (тыс. руб.).
С июля 2030 года долг должен составлять 800 тысяч рублей по условию. Погашать его нужно будет следующие 5 лет на одну и ту же сумму. Мы легко определим эту сумму. Делим 800 на 5 и получаем 160 тысяч рублей. Однако, для удобства подсчёта процентов за последние 5 лет, обозначим эту сумму через у. Итак,
у=160, значит, долг 800=5у. Считаем проценты:
0,1(5у+4у+3у+2у+у) = 0,1 ∙ 15у = 1,5у.
Заменяем у на 160 и получаем 1,5 ∙ 160 = 240 тысяч рублей – проценты за последние 5 лет.
Таким образом, за всё время кредитования клиент выплатит:
(5х + 800) тыс. руб. — данную банком сумму;
(1,5х + 400) тыс. руб. — проценты за первые 5 лет;
240 тыс. руб. — проценты за последние 5 лет.
По условию сумма выплат по кредиту равна 2090 тысяч рублей. Получаем уравнение:
5х + 800 + 1,5х + 400 + 240 = 2090. Решаем:
6,5х = 2090-1440;
6,5х = 650;
х = 100.
На 100 тыс. руб. будет уменьшаться долг ежегодно в первые 5 лет.
А так как взятую сумму кредита мы обозначали через (5х+800) тысяч рублей, то она составит 5 ∙ 100 + 800 = 1300 тысяч рублей.
Ответ: 1300000 рублей.
15-го декабря планируется взять кредит в банке на 11 месяцев. Условия возврата таковы: 1-го числа каждого месяца долг возрастает на 3%
Задача. 15-го декабря планируется взять кредит в банке на 11 месяцев. Условия возврата таковы:
— 1-го числа каждого месяца долг возрастает на 3% по сравнению с концом предыдущего месяца;
— со 2-го по 14-е число каждого месяца необходимо выплатить часть долга;
— 15-го числа каждого месяца с 1-го по 10-й долг должен быть на 80 тысяч рублей меньше долга на 15-е число предыдущего месяца;
— к 15-му числу 11-го месяца кредит должен быть полностью погашен.
Какой долг будет 15-го числа 10-го месяца, если общая сумма выплат после полного погашения кредита составит 1198 тысяч рублей?
Решение. Для удобства обозначим через х величину, на которую ежемесячно уменьшался долг первые 10 месяцев (х = 80 тыс. рублей), а через у – остаток долга на 11 месяц кредитования (долг 15 числа 10-го месяца). Тогда, очевидно, что кредит был равен (10х + у) тысяч рублей.
Подсчитаем проценты за первые 10 месяцев.
0,03 ∙ ( (10х+у) + (9х+у) + (8х+у) + … + (х+у)) =
= 0,03 ∙ (10х + 9х + 8х +…+ х) + 0,03 ∙ 10у =
= 0,03 ∙ 55х + 0,3у = 1,65х + 0,3у.
За 11-й месяц будет выплачено (у + 0,03у) тыс. рублей.
Итак, за всё время кредитования клиент заплатил
10х + 1,65х + 0,3у + у + 0,03у или 1198 тыс. рублей.
10х – это 80 ∙ 10 = 800 тысяч рублей.
800 + 1,65х + 1,33у = 1198;
1,65 ∙ 80 + 1,33у = 1198-800;
132 + 1,33у = 398;
1,33у = 398-132;
1,33у = 266;
у = 200.
Ответ: 200 тысяч рублей.
В октябре 2027 года Борис планирует взять кредит в банке на 7 лет в размере 2560 тыс. рублей.
Задача. В октябре 2027 года Борис планирует взять кредит в банке на 7 лет в размере 2560 тыс. рублей. Условия его возврата таковы:
-в январе каждого года действия кредита долг увеличивается на 15% от суммы долга на конец предыдущего года;
-в период с февраля по сентябрь необходимо выплатить часть долга;
-в октябре каждого года в первые пять лет действия кредита (2028 – 2032 гг.) долг должен быть на одну и ту же величину Q рублей меньше долга на октябрь предыдущего года;
-в 2033 и 2034 годах выплаты по кредиту равны;
-к октябрю 2034 года кредит должен быть полностью погашен.
Найдите величину Q, если общая сумма выплат по кредиту должна составить 4168 тыс. рублей.
Решение.
Пусть ежегодно в первые 5 лет долг будет уменьшаться на Q тыс. рублей (не рублей, а тысяч рублей). Посчитаем сумму процентов, которые будут выплачены за эти 5 лет:
0,15 ∙ (2560 + (2560-Q) + (2560-2Q) + (2560-3Q) + (2560-4Q)) =
= 0,15 ∙ (5 ∙ 2560-10Q) = (1920-1,5Q) тыс. рублей.
Следовательно, за первые 5 лет общие выплаты составят
5Q + 1920-1,5Q = (3,5Q + 1920) тыс. рублей. Остаток долга станет равным
(2560-5Q) тыс. рублей (ежегодно будут списывать только Q тыс. рублей).
Обозначим эту сумму (остаток долга) через S.
S = 2560-5Q. Эта сумма будет выплачена в 2033 и 2034 годах двумя равными платежами – обозначим каждый такой платёж через Y. Как это будет происходить?
Банк увеличит сумму долга на 15% — получится 115% от S, т.е 1,15S.
Клиент платит Y тыс. рублей, и долг станет равным (1,15S-Y) тыс. рублей.
Банк начисляет на эту сумму 15% — долг составит 1,15(1,15S-Y).
Клиент выплачивает Y тыс. рублей, и долг обнулится, т.е. мы имеем равенство:
1,15 ∙ (1,15S -Y)-Y = 0.
1,152 ∙ S -1,15Y-Y = 0
1,3225S -1,15Y -Y = 0
2,15Y = 1,3225S.
А так как S = (2560-5Q), то 2,15Y = 1,3225(2560-5Q). Выразим Y.
Так как Y – это платёж в каждый из двух последних лет кредитования, то за 2 последних года банку будет выплачено 2Y тыс. рублей.
Общие выплаты за все 7 лет составят:
3,5Q + 1920 + 2Y или 4168 тыс. рублей.
3,5Q + 1920 + 2Y = 4168;
3,5Q + 2Y = 4168-1920;
3,5Q + 2Y = 2248;
Подставим вместо Y его значение и решим уравнение относительно Q.
Умножаем обе части равенства на 86.
301Q + 529(512-Q) = 193328;
301Q + 270848 -529Q = 193328;
301Q -529Q = 193328 -270848;
-228Q = -77520;
Q = 340. Мы нашли Q в тысячах рублей, ответ нужно дать в рублях.
Ответ: 340000 рублей.
В октябре 2027 года Анна планирует взять кредит в банке на 7 лет в размере 4350 тыс. рублей.
Задача. В октябре 2027 года Анна планирует взять кредит в банке на 7 лет в размере 4350 тыс. рублей. Условия его возврата таковы:
-в январе каждого года действия кредита долг увеличивается на 10% от суммы долга на конец предыдущего года;
-в период с февраля по сентябрь необходимо выплатить часть долга;
-в октябре каждого года в первые пять лет действия кредита (2028 – 2032 гг.) долг должен быть на одну и ту же сумму меньше долга на октябрь предыдущего года;
-в 2033 и 2034 годах выплаты по кредиту равны;
-к октябрю 2034 года кредит должен быть полностью погашен.
Известно, что общая сумма выплат по кредиту должна составить 6025 тыс. рублей. Сколько рублей составит выплата 2031 года?
Решение.
Пусть ежегодно в первые 5 лет долг будет уменьшаться на х тыс. рублей. Посчитаем сумму процентов, которые будут выплачены за эти 5 лет:
0,1 ∙ (4350 + (4350-х) + (4350-2х) + (4350-3х) + (4350-4х)) =
= 0,1 ∙ (5 ∙ 4350-10х) = (2175-х) тыс. рублей.
Следовательно, за первые 5 лет общие выплаты составят
5х + 2175-х = (4х + 2175) тыс. рублей. Остаток долга станет равным
(4350-5х) тыс. рублей (ежегодно будут списывать только х тыс. рублей).
Обозначим эту сумму (остаток долга) через S.
S = 4350-5x. Эта сумма будет выплачена в 2033 и 2034 годах двумя равными платежами – обозначим каждый такой платёж через Y. Как это будет происходить?
Банк увеличит сумму долга на 10% — получится 110% от S, т.е 1,1S.
Клиент платит Y тыс. рублей, и долг станет равным (1,1S-Y) тыс. рублей.
Банк начисляет на эту сумму 10% — долг составит 1,1(1,1S-Y).
Клиент выплачивает Y тыс. рублей, и долг обнулится, т.е. мы имеем равенство:
1,1 ∙ (1,1S -Y)-Y = 0.
1,12 ∙ S -1,1Y-Y = 0
1,21S -1,1Y -Y = 0
2,1Y = 1,21S.
А так как S = (4350-5х), то 2,1Y = 1,21(4350-5x). Выразим Y.
Так как Y – это платёж в каждый из двух последних лет кредитования, то за 2 последних года банку будет выплачено 2Y тыс. рублей.
Общие выплаты за все 7 лет составят:
4х + 2175 + 2Y или 6025 тыс. рублей.
4х + 2175 + 2Y = 6025;
4х + 2Y = 6025-2175;
4х + 2Y = 3850;
2х + Y = 1925.
Подставим вместо Y его значение и решим уравнение относительно х.
Умножаем обе части равенства на 42.
84х + 121(870-х) = 80850;
84х + 105270-121х = 80850;
84х -121х = 80850 -105270;
-37х = -24420;
х = 660.
Итак, на х или 660 тысяч рублей долг будет уменьшаться ежегодно в первые 5 лет.
За 2031 год выплата составит х + 0,1(4350-3х) = 0,7х+435. Так как х=660, то получим
0,7 ∙ 660 + 435 = 462 + 435 = 897 (тыс. рублей)
Ответ: 897 тысяч рублей.
В июле 2027 года планируется взять кредит на 10 лет в размере 1500 тыс. рублей
Задача. В июле 2027 года планируется взять кредит на 10 лет в размере 1500 тыс. рублей. Условия его возврата таковы:
-каждый январь долг будет возрастать на 15% по сравнению с концом предыдущего года;
-с февраля по июнь каждого года необходимо оплатить одним платежом часть долга;
-в июле 2028, 2029, 2030, 2031 и 2032 годов долг должен быть на какую-то одну и ту же величину меньше долга на июль предыдущего года;
-в июле 2033, 2034, 2035, 2036 и 2037 годов долг должен быть на другую одну и ту же величину меньше долга на июль предыдущего года;
-к июлю 2037 года долг должен быть выплачен полностью.
Известно, что сумма всех платежей после полного погашения кредита будет равна 2400 тыс. рублей. Сколько рублей составит платёж в 2029 году?
Решение.
Условие «-в июле 2028, 2029, 2030, 2031 и 2032 годов долг должен быть на какую-то одну и ту же величину меньше долга на июль предыдущего года;» означает, что банк в первые 5 лет будет ежегодно погашать долг клиенту на одну и ту же сумму. Мы обозначим эту сумму через х. Это ежегодный платёж (в первые 5 лет) без процентов. Посчитаем проценты за первые 5 лет.
15% банк насчитывает на остаток долга.
0,15 ∙ (1500 + (1500-х) + (1500-2х) + (1500-3х) + (1500-4х)) =
= 0,15 ∙ (5 ∙ 1500 -10х) = 0,15(7500-10х) = (1125-1,5х) тыс. рублей.
Итак, к концу 2032 года (после 5 лет ежегодных выплат) долг составит (1500-5х) тыс. рублей или 5(300-х) тыс. рублей. Так как клиенту остаётся платить 5 лет – банк ежегодно будет засчитывать в счёт погашения долга пятую часть оставшейся суммы, т.е. (300-х) тыс. рублей, не забывая начислять проценты перед этим. Считаем проценты за вторые 5 лет кредитования.
0,15 ∙ (5(300-х) + 4(300-х) + 3(300-х) + 2(300-х) + (300-х)) =
= 0,15 ∙ 15(300-х) = 2,25 ∙ (300-х) = (675-2,25х) тыс. рублей.
По условию общая сумма выплат 2400 тыс. рублей, значит, сумма выплаченных процентов составит 2400-1500 = 900 тыс. рублей. Составим уравнение.
1125-1,5х + 675-2,25х = 900;
-1,5х-2,25х = 900-1125-675;
-3,75х = -900 | : (-3,75);
х = 240. Следовательно, ежегодно в первые 5 лет банк будет засчитывать клиенту в счёт погашения долга по 240 тыс. рублей.
Искомый платёж за 2029 год составит эти 240 тыс. рублей плюс 15% от остатка долга, т.е. от суммы 1500-240 = 1260 тыс. рублей, так как в 2028 году уже было погашено 240 тыс. рублей.
Считаем: 240 + 0,15 ∙ 1260 = 240 + 189 = 429 тыс. рублей.
Ответ: 429000 рублей.
Задача. В июле 2026 года планируется взять кредит на 10 лет в размере 1300 тыс. рублей. Условия его возврата таковы:
-каждый январь долг будет возрастать на 20% по сравнению с концом предыдущего года;
-с февраля по июнь каждого года необходимо оплатить одним платежом часть долга;
-в июле 2027, 2028, 2029, 2030 и 2031 годов долг должен быть на какую-то одну и ту же величину меньше долга на июль предыдущего года;
-в июле 2032, 2033, 2034, 2035 и 2036 годов долг должен быть на другую одну и ту же величину меньше долга на июль предыдущего года;
-к июлю 2036 года долг должен быть выплачен полностью.
Известно, что сумма всех платежей после полного погашения кредита будет равна 2780 тыс. рублей. Сколько рублей составит платёж в 2027 году?
Решение.
Условие «-в июле 2027, 2028, 2029, 2030 и 2031 годов долг должен быть на какую-то одну и ту же величину меньше долга на июль предыдущего года;» означает, что банк в первые 5 лет будет ежегодно погашать долг клиенту на одну и ту же сумму. Мы обозначим эту сумму через х. Это ежегодный платёж (в первые 5 лет) без процентов. Посчитаем проценты за первые 5 лет.
20% банк насчитывает на остаток долга.
0,2 ∙ (1300 + (1300-х) + (1300-2х) + (1300-3х) + (1300-4х)) =
= 0,2 ∙ (5 ∙ 1300 -10х) = 0,2(6500-10х) = (1300-2х) тыс. рублей.
Итак, к концу 2031 года (после 5 лет ежегодных выплат) долг составит (1300-5х) тыс. рублей или 5(260-х) тыс. рублей. Так как клиенту остаётся платить 5 лет – банк ежегодно будет засчитывать в счёт погашения долга пятую часть оставшейся суммы, т.е. (260-х) тыс. рублей, не забывая начислять проценты перед этим. Считаем проценты за вторые 5 лет кредитования.
0,2 ∙ (5(260-х) + 4(260-х) + 3(260-х) + 2(260-х) + (260-х)) =
= 0,2 ∙ 15(260-х) = 3 ∙ (260-х) = (780-3х) тыс. рублей.
По условию общая сумма выплат 2780 тыс. рублей, значит, сумма выплаченных процентов составит 2780-1300 = 1480 тыс. рублей. Составим уравнение.
1300-2х + 780-3х = 1480;
-2х-3х = 1480-1300-780;
-5х = -600 | : (-5);
х = 120. Следовательно, ежегодно в первые 5 лет банк будет засчитывать клиенту в счёт погашения долга по 120 тыс. рублей.
Искомый платёж за 2027 год составит эти 120 тыс. рублей плюс 20% от взятой суммы кредита в 1300 тыс. рублей, так как в 2027 году состоится самая первая выплата банку.
Считаем: 120 + 0,2 ∙ 1300 = 120 + 260 = 380 тыс. рублей.
Ответ: 380000 рублей.
На одной полке стоит 36 блюдец: 14 синих и 22 красных
Задача. На одной полке стоит 36 блюдец: 14 синих и 22 красных. На другой полке стоит 36 чашек: 27 синих и 9 красных. Наугад берут два блюдца и две чашки. Найдите вероятность, что из них можно будет составить две чайные пары (блюдце с чашкой), каждая из которых будет одного цвета.
Решение. Будем брать 1 блюдце с первой полки и 1 чашку со второй полки, затем снова 1 блюдце с первой полки и 1 чашку со второй полки. Необходимо получить 2 чайные (одного цвета) пары. Подойдут следующие случаи:
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
Рассмотрим вероятность наступления каждого из этих случаев.
1)блюдце и чашка, блюдце и чашка — берём синее блюдце с первой полки (любое из 14, а всего 36 блюдец) и синюю чашку со второй полки (любую из 27, а всего 36 чашек), затем берём синее блюдце с первой полки (любое из 13, а всего 35 блюдец) и синюю чашку со второй полки (любую из 26, а всего 35 чашек). Эти 4 события независимы друг от друга, поэтому, вероятность их одновременного наступления равна произведению вероятностей выбора каждого из предметов:
Ответ: 0,29.
Задача. На одной полке стоит 25 блюдец: 16 красных и 9 синих. На другой полке стоит 25 чашек: 13 красных и 12 синих. Наугад берут два блюдца и две чашки. Найдите вероятность, что из них можно будет составить две чайные пары (блюдце с чашкой), каждая из которых будет одного цвета.
Решение. Будем брать 1 блюдце с первой полки и 1 чашку со второй полки, затем снова 1 блюдце с первой полки и 1 чашку со второй полки. Необходимо получить 2 чайные (одного цвета) пары. Подойдут следующие случаи:
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка;
блюдце и чашка, блюдце и чашка.
Рассмотрим вероятность наступления каждого из этих случаев.
1) блюдце и чашка, блюдце и чашка – берём синее блюдце с первой полки (любое из 9, а всего 25 блюдец) и синюю чашку со второй полки (любую из 12, а всего 25 чашек), затем берём синее блюдце с первой полки (любое из 8, а всего 24 блюдец) и синюю чашку со второй полки (любую из 11, а всего 24 чашек). Эти 4 события независимы друг от друга, поэтому, вероятность их одновременного наступления равна произведению вероятностей выбора каждого из предметов:
Искомая вероятность p = p1 + p2 + p3 + p4 + p5 + p6.
Ответ: 0,38.
Делимость чисел. Теория сравнений. Малая теорема Ферма. Примеры
Если целые числа а и b при делении на натуральное число m дают равные остатки, то говорят, что эти числа сравнимы по модулю m, и пишут a ≡ b (mod m).
(знак ≡ читают: сравнимо)
Пример.
25 = 11 ∙ 2 + 3 (число 25 при делении на 11 даёт 3 в остатке).
69 = 11 ∙ 6 + 3 (число 69 при делении на 11 даёт 3 в остатке).
По определению выше числа 25 и 69 сравнимы по модулю 11, и, следовательно, справедлива запись: 25 ≡ 69 (mod 11).
У нас а = 25, b = 69, m = 11.
Запись a ≡ b (mod m) также означает, что число a-b делится на m.
Действительно, 25-69 = -44 делится на 11.
Так же верны записи: 25 ≡ 3 (mod 11) и 69 ≡ 3 (mod 11), так как число 3 при делении на 11 тоже даёт в остатке 3. Число 25 сравнимо с числом 3 по модулю 11. Число 69 сравнимо с числом 3 по модулю 11.
Числа 25-3 и 69-3 также делятся на 11 без остатка.
Поэтому запись a ≡ b (mod m) при b < m чаще трактуют так:
b – остаток при делении а на m.
25 ≡ 3 (mod 11) – остаток при делении 25 на 11 равен 3.
69 ≡ 3 (mod 11) – остаток при делении 69 на 11 равен 3.
Запись a ≡ 0 (mod m) означает, что число а делится на m без остатка.
Свойства сравнений.
Сравнения по одному модулю можно складывать, вычитать, перемножать и возводить в степень n (натуральное), как и верные числовые равенства. Покажем это на рассмотренных сравнениях
25 ≡ 3 (mod 11) и 69 ≡ 3 (mod 11).
Складываем. 25 + 69 ≡ 3 + 3 (mod 11) → 94 ≡ 6 (mod 11). При делении 94 на 11 в остатке получаем 6.
Вычитаем. 25-69 ≡ 3-3 (mod 11) → -44 ≡ 0 (mod 11). При делении -44 на 11 в остатке получаем 0, т.е. число -44 делится на 11 без остатка.
Перемножаем. 25 ∙ 69 ≡ 3 ∙ 3 (mod 11) → 1725 ≡ 9 (mod 11). При делении 1725 на 11 в остатке получаем 9.
Возводим в степень. Имеем 25 ≡ 3 (mod 11). А нам нужен остаток от деления 252 на 11.
25 ≡ 3 (mod 11) → 252 ≡ 32 (mod 11) → 625 ≡ 9 (mod 11).
Проверьте: при делении 625 на 11 в остатке получится 9.
Ещё одно свойство сравнений.
Если ak ≡ bk (mod m), m ≠ 1, а числа k и m взаимно просты, то a ≡ b (mod m). Обе части сравнения можно сокращать на общий множитель, если он и модуль m – взаимно простые числа.
А может остаток выражаться отрицательным числом? Да. Например, при делении числа 24 на 5 в остатке получается 4.
Значит, 24 ≡ 4 (mod 5), что означает: 24 — 4 делится на 5 без остатка.
Но запись 24 ≡ -1 (mod 5) так же верна, потому что 24 -(-1) = 25 также делится на 5 без остатка.
Записи 24 ≡ 4 (mod 5) и 24 ≡ -1 (mod 5) эквивалентны.
Ещё пример: 20 ≡ 6 (mod 7) и 20 ≡ -1 (mod 7) равнозначны,
так как 20-6 = 14 делится на 7, и 20-(-1) = 21 делится на 7 без остатка.
Малая теорема Фермá.
Если m — простое число, m и а – взаимно просты, то am-1–1 делится на m.
Следствие. Для простого m и любого натурального а число am — a делится без остатка на m.
Так как из утверждения am-1–1 делится на m следует, что am-1 ≡ 1 (mod m), то именно последнее утверждение удобно применять при нахождении остатков от деления степени числа а на простое число m при условии, что числа а и m взаимно просты. Понимаем так: число am-1 даёт в остатке 1 при делении на m.
Примеры.
Найти остаток от деления на 11 числа 22002 + 32002.
Решение.
Используем сравнение am-1 ≡ 1 (mod m). У нас m = 11, значит, m-1 = 10.
Выделим из степеней 22002 и 32002 степени 210 и 310.
22002 = 22 ∙ 22000 = 4 ∙ (210)200.
32002 = 32 ∙ 32000 = 9 ∙ (310)200.
22002 + 32002 = 4 ∙ (210)200 + 9 ∙ (310)200 ≡ 4 ∙ 1200 (mod 11) + 9 ∙ 1200 (mod 11) ≡ 4 + 9 (mod 11) ≡ 2 (mod 11). Искомый остаток равен 2.
Ответ: остаток от деления на 11 числа 22002 + 32002 равен 2.
Хотите подробнее?
Мы применили утверждение am-1 ≡ 1 (mod m).
На самом деле: 210 = 211-1 ≡ 1 (mod 11) и 310 = 311-1 ≡ 1 (mod 11), что на основании теоремы Фермá означает: числа 210 и 310 при делении на 11 дают в остатке 1.
Использовали свойство возведения в степень сравнений:
(210)200 ≡ 1200 (mod 11) ≡ 1 (mod 11), а затем свойство умножения и сложения сравнений:
4 ∙ 1 (mod 11) + 9 ∙ 1 (mod 11) ≡ 4 + 9 (mod 11) ≡ 13 (mod 11) ≡ 2 (mod 11), так как число 13 при делении на 11 даёт 2 в остатке.
А если нужно найти остаток от деления на 7 этого же числа?
Найти остаток от деления на 7 числа 22002 + 32002.
Решение. Рассуждаем точно так же.
Используем сравнение am-1 ≡ 1 (mod m). У нас m = 7, значит, m-1 = 6.
Выделим из степеней 22002 и 32002 степени 26 и 36.
22002 = 24∙ 21998 = 16 ∙ (26)333.
32002 = 34 ∙ 31998 = 81 ∙ (36)333.
22002 + 32002 = 16 ∙ (26)333 + 81 ∙ (36)333.
16 ≡ 2 (mod 7);
26 = 27-1 ≡ 1 (mod 7) → (26)333 ≡ 1333 (mod 7) ≡ 1 (mod 7);
81 ≡ 4 (mod 7);
36 = 37-1 ≡ 1 (mod 7) → (36)333 ≡ 1333 (mod 7) ≡ 1 (mod 7). Тогда получим:
22002 + 32002 = 16 ∙ (26)333 + 81 ∙ (36)333 ≡ 2 ∙ 1 + 4 ∙ 1 (mod 7) ≡ 6 (mod 7).
Ответ: остаток от деления на 7 числа 22002 + 32002 равен 6.
Найти остаток от деления на 11 числа 32002 + 72002 .
Решение.
На основании малой теоремы Фермá используем сравнение am-1 ≡ 1 (mod m).
У нас m = 11, значит, m-1 = 10.
Выделим из степеней 32002 и 72002 степени 210 и 310.
32002 = 32 ∙ 32000 = 9 ∙ (310)200.
72002 = 72 ∙ 22000 = 49 ∙ (210)200.
32002 + 72002 = 9 ∙ (210)200 + 49 ∙ (310)200 ≡ 9 ∙ 1200 + 49 ∙ 1200 (mod 11).
49 ≡ 5 (mod 11) т.к. при делении числа 49 на 11 в остатке будет 5. Получаем:
9 ∙ 1 + 5 ∙ 1 (mod 11) ≡ 14 (mod 11) ≡ 3 (mod 11) Искомый остаток равен 3.
Ответ: остаток от деления на 11 числа 32002 + 72002 равен 3.
Найти остаток от деления на 17 числа 2367 + 43.
Решение.
На основании малой теоремы Фермá ( а = 2, m = 17 – простое число, числа a и m – взаимно просты) используем сравнение am-1 ≡ 1 (mod m).
Так как m = 17, то m-1 = 16.
Выделим из степени 2367 степень 216.
2367 = 215 ∙ (216)22 = 210 ∙ 25 ∙ (216)22 = 1024 ∙ 32 ∙ (217-1)22.
1024 ≡ 4 (mod 17) – при делении 1024 на 17 получаем в остатке 4;
32 ≡ 15 (mod 17) – при делении 32 на 17 получаем в остатке 15;
217-1 ≡ 1 (mod 17).
Итак, 2367 = 1024 ∙ 32 ∙ (217-1)22 ≡ 4 ∙ 15 ∙ 1 (mod 17) ≡ 60 (mod 17) ≡ 9 (mod 17).
Тогда 2367 + 43 ≡ 9 + 43 (mod 17) ≡ 52 (mod 17) ≡ 1 (mod 17).
Ответ: остаток от деления на 17 числа 2367 + 43 равен 1.
Замечание. Мы могли бы вместо 32 ≡ 15 (mod 17) записать 32 ≡ -2 (mod 17).
И тогда 2367 = 1024 ∙ 32 ∙ (217-1)22 ≡ 4 ∙ (-2) ∙ 1 (mod 17) ≡ -8 (mod 17).
Отсюда 2367 + 43 ≡ -8 + 43 (mod 17) ≡ 35 (mod 17) ≡ 1 (mod 17).
Найти остаток от деления на 11 числа 32023.
Решение.
На основании малой теоремы Фермá имеем am-1 ≡ 1 (mod m).
Здесь а = 3, m = 11. Будет верным сравнение 311-1 ≡ 1 (mod 11).
32023 = 33 ∙ 32020 = 27 ∙ (310)202.
27 ≡ 5 (mod 11) – число 27 при делении на 11 даёт в остатке 5.
(310)202 = (311-1)202 ≡ 1202 (mod 11) ≡ 1 (mod 11).
Тогда 27 ∙ (310)202 ≡ 5 ∙ 1 (mod 11) ≡ 5 (mod 11).
Ответ: остаток от деления на 11 числа 32023 равен 5.
Найти остаток от деления на 11 числа 20212023.
Решение.
2021 ≡ 8 (mod 11), что означает: число 2021 сравнимо с числом 8 по модулю 11, так как при делении числа 2021 на число 11 в остатке получается 8.
20212023 ≡ 82023 (mod 11).
На основании малой теоремы Фермá имеем am-1 ≡ 1 (mod m).
Здесь а = 8, m = 11. Будет верным сравнение 811-1 ≡ 1 (mod 11).
82023 = 83 ∙ 82020 = 512 ∙ (810)202.
512 ≡ 6 (mod 11) и (810)202 = (811-1)202 ≡ 1202 (mod 11) ≡ 1 (mod 11).
Тогда 512 ∙ (810)202 ≡ 6 ∙ 1 (mod 11) ≡ 6 (mod 11).
Ответ: остаток от деления на 11 числа 20212023 равен 6.
Найти остаток от деления на 9 числа 23277.
Решение. число m = 9 (наш делитель) является составным, и теорема Ферма не применима.
Немного теории.
Если число А при делении на число m даёт в остатке d, то
An (mod m) ≡ dn ( mod m).
У нас 23 при делении на 9 даёт в остатке 5, поэтому
23277 (mod 9 ) ≡ 5277 (mod 9).
5277 (mod 9) ≡ 5 ∙ (53)92 (mod 9) ≡ 5 ∙ 12592 (mod 9) ≡ 5 ∙ 892 (mod 9) ≡
≡ 5 ∙ 6446 (mod 9) ≡ 5 ∙ 146 (mod 9) ≡ 5 (mod 9).
Ответ: остаток от деления на 9 числа 23277 равен 5.
Найти остаток от деления на 9 числа 102021 + 5.
Решение.
102021 ≡ 12021 (mod 9) ≡ 1 (mod 9). Ну на самом деле, ведь остаток от деления числа 10 на число 9 равен 1. И тогда:
102021 + 5 ≡ 1 + 5 (mod 9) ≡ 6 (mod 9).
Ответ: остаток от деления на 9 числа 102021 + 5 равен 6.
Найти остаток от деления на 5 числа 3946.
Решение.
Так как 39 = 5 ∙ 7 + 4, то 39 ≡ 4 (mod 5), следовательно, и
3946 ≡ 446 (mod 5).
446 = 42 ∙ 23 = (42)23 = 1623.
1623 ≡ 123 (mod 5) ≡ 1 (mod 5). При делении числа 16 на число 5 в остатке получается 1.
Ответ: остаток от деления на 5 числа 3946 равен 1.
Найти остаток от деления на 7 числа 6429.
Решение.
Так как 64 = 7 ∙ 9 +1, то 64 ≡ 1 (mod 7), следовательно, и
6429 ≡ 129 (mod 7) ≡ 1 (mod 7).
Ответ: остаток от деления на 7 числа 6429 равен 1.
Найти остаток от деления числа 3624 + 2145 + 78 на 10.
Решение.
Так как 36 ≡ 6 (mod 10), 21 ≡ 1 (mod 10), то данное число сравнимо с числом
624 + 145 + 78, и здесь нам не поможет малая теорема Фермá, так как не выполняются её основные условия: делитель должен быть простым числом, а основание степени и делитель взаимно просты. У нас же делитель m = 10, а это число составное.
Искомый остаток равен сумме остатков каждого из чисел 624, 145 и 78.
Любая степень числа 6 оканчивается цифрой 6, и при делении на 10 остаток будет равен 6.
Любая определённая степень числа 1 равна 1.
Подробнее рассмотрим степень числа 7.
71 = 7; 72 = 49; 73 = 343; 74 = 2401; 75 = 16807.
Мы поняли, что последние цифры таких чисел повторяются через 4.
Поэтому последняя цифра числа 7k, где k Є N, определяется только тем, каков остаток от деления числа k на 4. У нас 78 и k = 8, это число кратно 4, поэтому, последняя цифра числа 78 равна 1, как у числа 74.
Собираем остатки.
624 + 145 + 78 ≡ 6 + 1 + 1 (mod 10) ≡ 8 (mod 10).
Ответ: остаток от деления числа 3624 + 2145 + 78 на 10 равен 8.
Найти последнюю цифру числа 23275.
Решение. Задачу можно сформулировать иначе:
найти остаток от деления числа 23275 на 10.
Задача похожа на предыдущую.
23 ≡ 3 (mod 10). Это означает, что данное число будет иметь тот же остаток от деления на 10, что и число 3275.
Рассмотрим степени числа 3.
31 = 3; 32 = 9; 33 = 27; 34 = 81; 35 = 243, …
Последние цифры этих степеней повторяются через 4.
Поэтому последняя цифра числа 3k, где k Є N, определяется только тем, каков остаток от деления числа k на 4. У нас k = 275. Делим 275 на 4 и получаем в остатке 3. Значит, число 3275 оканчивается той же цифрой, что и число 33, т.е. цифрой 7.
Итак, 23275 ≡ 3275 (mod 10) ≡ 7 (mod 10).
Ответ: последняя цифра числа 23275 равна 7 или остаток от деления числа 23275 на число 10 равен 7.
Остаток от деления числа а на число 3 равен 1, а от деления на 7 равен 5. Чему равен остаток от деления числа а на 21?
Решение.
Запишем условие задачи на основании теории сравнений.
Известно: a ≡ 1 (mod 3) и a ≡ 5 (mod 7). Требуется найти х, если a ≡ x (mod 21).
Мы знаем, что если число делится на 21, то оно делится и на 3 и на 7, а это означает, что a ≡ x (mod 3), а также, что a ≡ x (mod 7).
Следовательно, х ≡ 1 (mod 3) и х ≡ 5 (mod 7).
Получается, что и число х при делении на 3 даёт в остатке 1, а при делении на 7 даёт в остатке 5. И это число меньше 21. Его несложно подобрать: х = 19.
На самом деле, 19 : 3 = 6 (ост 1); 19 : 7 = 2 (ост 5) или
19 ≡ 1 (mod 3) и 19 ≡ 5 (mod 7). Итак, a ≡ 19 (mod 21).
Ответ: 19.
Найти остаток от деления числа 59 ∙ 60 ∙ 61-62 на 7.
Решение. Воспользуемся свойствами умножения и сложения сравнений.
59 ∙ 60 ∙ 61–62 ≡ 59 (mod 7) ∙ 60 (mod 7) ∙ 61 (mod 7)–62 (mod 7) ≡
≡ 3 ∙ 4 ∙ 5–6 (mod 7) ≡ 54 (mod 7) ≡ 5 (mod 7).
Ответ: 5.
Найти остаток от деления на 7 числа 6543 + 5432.
Решение.
Так как 65 ≡ 2 (mod 7) и 54 ≡ 5 (mod 7), то задача сводится к нахождению остатка от деления числа 243 + 532 на число 7.
На основании малой теоремы Фермá используем сравнение am-1 ≡ 1 (mod m). У нас m = 7, значит, m-1 = 6.
Выделим из степеней 243 и 532 степени 26 и 56.
243 = 2∙ 242 = 2 ∙ (26)7.
532 = 52 ∙ 530 = 25 ∙ (56)5.
243 + 532 = 2 ∙ (26)7 + 25 ∙ (56)5.
25 ≡ 4 (mod 7);
26 = 27-1 ≡ 1 (mod 7) → (26)7 ≡ 17 (mod 7) ≡ 1 (mod 7);
56 = 57-1 ≡ 1 (mod 7) → (56)5 ≡ 15 (mod 7) ≡ 1 (mod 7). Тогда получим:
2 ∙ (26)7 + 25 ∙ (56)5 ≡ 2 ∙ 1 + 4 ∙ 1 (mod 7) ≡ 6 (mod 7).
Ответ: остаток от деления на 7 числа 6543 + 5432 равен 6.
Найти остаток от деления на 11 числа 229.
Решение.
На основании малой теоремы Фермá имеем am-1 ≡ 1 (mod m).
Здесь а = 2, m = 11. Будет верным сравнение 211-1 ≡ 1 (mod 11).
229 = 29 ∙ 220 = 512 ∙ (210)2.
512 ≡ 6 (mod 11) – число 512 при делении на 11 даёт в остатке 6.
(210)2 = (211-1)2 ≡ 12 (mod 11) ≡ 1 (mod 11).
Тогда 512 ∙ (210)2 ≡ 6 ∙ 1 (mod 11) ≡ 6 (mod 11).
Ответ: остаток от деления на 11 числа 229 равен 6.
Найти остаток от деления числа 3217 + 3522 на 10.
Решение.
Так как 32 ≡ 2 (mod 10), 35 ≡ 5 (mod 10), то данное число сравнимо с числом
217 + 522, и здесь нам не поможет малая теорема Фермá, так как не выполняются её основные условия: делитель должен быть простым числом, а основание степени и делитель взаимно просты. У нас же делитель m = 10, а это число составное.
Искомый остаток равен сумме остатков каждого из чисел 217 и 522.
Любая степень числа 5 оканчивается цифрой 5, и при делении на 10 остаток будет равен 5.
Подробнее рассмотрим степень числа 2.
21 = 2; 22 = 4; 23 = 8; 24 = 16; 25 = 32.
Мы поняли, что последние цифры таких чисел повторяются через 4.
Поэтому последняя цифра числа 2k, где k Є N, определяется только тем, каков остаток от деления числа k на 4. У нас 217 = 24∙4+1, следовательно, последняя цифра числа 217 равна 2, как у числа 21. Итак:
217 + 522 ≡ 2 + 5 (mod 10) ≡ 7 (mod 10).
Ответ: остаток от деления числа 3217 + 3522 на 10 равен 7.
Найти остаток от деления числа 2013 ∙ 2014 + 20152 на число 7.
Решение.
Используем свойства сравнений.
Найдём остатки от деления чисел 2013, 2014 и 2015 на 7.
2013 ≡ 4 (mod 7); 2014 ≡ 5 (mod 7); 2015 ≡ 6 (mod 7).
2013 ∙ 2014 + 20152 ≡ 4 ∙ 5 + 62 (mod 7) ≡ 56 (mod 7) ≡ 0 (mod 7).
Это означает, что данное число делится нацело на 7.
Ответ: остаток от деления числа 2013 ∙ 2014 + 20152 на число 7 равен 0.
Найти остаток от деления числа 2016 + 2016 на 9.
Решение.
По теории сравнений 20 ≡ 2 (mod 9) и 201 ≡ 3 (mod 9).
На основании свойств сравнений:
2016 + 2016 ≡ 216 + 36 (mod 9), и нам нужно найти остаток от деления числа
216 + 36 на 9. Заметим, что число 36 делится на 9 нацело, и остаток равен 0.
Найдём остаток от деления на 9 числа 216. Это и будет ответом к данной задаче.
216 = (26)2 ∙ 24 = 642 ∙ 16 ≡ 12 ∙ 7 (mod 9) ≡ 7 (mod 9).
Ответ: остаток от деления числа 2016 + 2016 на 9 равен 7.
Хотите порешать такие примеры самостоятельно? Отлично! Лучше решать их в виде теста онлайн — вы сразу будете видеть свои результаты и отзывы к вашим решениям. Тест «Делимость чисел» многовариантный, так что пока решаете 2-3 варианта — научитесь!