Encontrar los 3 últimos dígitos del número $2003^{2002^{2001}}$

Question

Buscar Los Últimos 3 dígitos del número de la $2003^{2002^{2001}}$

POR la teoría de números o de otra manera,

También me gustaría preguntar ¿hay una propiedad observada en los números de la forma $k^n$, donde para algunos $k, n$ es variada, a continuación, los dígitos de $k^n$ son periódicas,

por ejemplo,

$2^n$, su último dígito es periódica con período de 4, su último segundo dígito es el periódico de $4\cdot 5 = 20$ su tercer último dígito es periódica periódica con período de $20\cdot 5 =100$

He observado esta propiedad con otros números, aunque período puede variar,para diferentes valores de $k$.

Answer 1

En primer lugar, $2003^n \equiv 3^n \mod 1000$.

$3$ es invertible modulo $1000$. El grupo de invertibles de $\mathbb{Z}/1000\mathbb{Z}$, $(\mathbb{Z}/1000\mathbb{Z})^\times$ tiene cardinalidad $\varphi(1000) = 1000 * 1/2 * 4/5 = 400$. Esto implica que $3^{400} \equiv 1 \mod 1000$, y por lo $3^n \equiv 3^{n \mod 400} \mod 1000$.

Así, en orden a comptute $2003^{2002^{2001}} \mod 1000$, necesitamos saber $2002^{2001} \mod 400$. $2002^n \equiv 2^n \mod 400$. Esta vez, $2$ no es invertible modulo $400 = 2^4 * 25$. Para $n \geq 4$, $2^n$ siempre es un múltiplo de a $2^4$, lo $2^n \mod 400 = (2^4*2^{n-4}) \mod (2^4*25) = 2^4*(2^{n-4} \mod 25)$.

Ahora, $2$ es invertible modulo de 25 años, y el grupo de $(\mathbb{Z}/25\mathbb{Z})^\times$ tiene cardinalidad $\varphi(25) = 25*4/5 = 20$. Esto implica que $2^{20} \equiv 1 \mod 25$, y por lo $2^n \equiv 2^{n \mod 20} \mod 25$.

Poniendo todo esto junto, obtenemos : $2002^{2001} \mod 400 = 2^{2001} \mod 400 = 2^4 * (2^{1997} \mod 25) = 2^4 * (2^{1997 \mod 20} \mod 25) $ $=2^4 * (2^{17} \mod 25) = 2^4 * (131072 \mod 25) = 2^4 * 22 = 352$.

Y, finalmente,$2003^{2002^{2001}} \mod 1000 = 3^{352} \mod 1000 = 241$.

Answer 2

Escribí código Java pequeño (véase abajo). Según su cálculo tres últimos dígitos son $~241~$.

import java.math.BigInteger;
public class LastThreeDigits 
{
public static void main(String[] args) 
{
int a = 2001;
BigInteger b = new BigInteger ("2002");
BigInteger n = new BigInteger ("2003");
BigInteger exponent;
exponent = b.pow(a);
BigInteger mod = new BigInteger ("1000");
BigInteger result = n.modPow(exponent,mod); 
System.out.println("Result is  ==> " + result);
}
} 

Answer 3

Tenemos $\displaystyle2003^{(2002^{2001})}\equiv3^{(2002^{2001})}\pmod{1000}$

Función de Carmichael, $\displaystyle\lambda(1000)=100$

Así, $\displaystyle 3^{(2002^{2001})}\equiv3^{(2002^{2001}\pmod{100})}\pmod{1000}$

Ahora, $\displaystyle 2002^{2001}\pmod{100}\equiv2^{2001}\pmod{100}$

$\displaystyle(2^{2001},100)=2^2,$ Empezamos con $\displaystyle2^{2001-2}\pmod{\frac{100}{2^2}}$ %, es decir, $\displaystyle2^{1999}\pmod{25}$

$\displaystyle\phi(25)=20,2^{20}\equiv1\pmod{25},$

$\displaystyle2^{2000}\equiv1\pmod{25}\implies\displaystyle2^{1999}\equiv2^{-1}$

$\displaystyle2\cdot13=26\equiv1\pmod{25},2^{1999}\equiv13$

$\displaystyle\implies2^{2001}=2^2\cdot2^{1999}=2^2\cdot13\pmod{2^2\cdot25}\equiv52$

$\displaystyle\implies3^{(2002^{2001})}\equiv3^{52}\pmod{1000}$

Ahora, $\displaystyle3^{52}=(3^2)^{26}=(10-1)^{26}=(1-10)^{26}\equiv1-\binom{26}110+\binom{26}210^2\pmod{1000}$

Otra vez, $\displaystyle\binom{26}2=\frac{26\cdot25}2=13\cdot25=325\equiv5\pmod{10}$

$\displaystyle\implies(1-10)^{26}\equiv1-260+5\cdot10^2\pmod{1000}\equiv1-260+500$