1982 AMC 12 第 30 题

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30.

求下式的十进制展开式的个位数字:(15+220)19+(15+220)82。 (15+\sqrt{220})^{19}+(15+\sqrt{220})^{82}\text{。}
Find the units digit in the decimal expansion of (15+220)19+(15+220)82. (15+\sqrt{220})^{19}+(15+\sqrt{220})^{82}.
00
22
55
99
以上都不是
none of these
答案:D
知识点:递推模运算个位数字
小提示:
将 α=15+220\alpha=15+\sqrt{220} 与其共轭式 β=15−220\beta=15-\sqrt{220} 配对
Pair α=15+220\alpha=15+\sqrt{220} with its conjugate β=15−220\beta=15-\sqrt{220}
大提示:
整数 Sn=αn+βnS_n=\alpha^n+\beta^n 满足一个简短的递推关系,而 0<β<10\lt\beta\lt1
The integers Sn=αn+βnS_n=\alpha^n+\beta^n satisfy a short recurrence, while 0<β<10\lt\beta\lt1
解答:
令 α=15+220\alpha=15+\sqrt{220},且 β=15−220\beta=15-\sqrt{220},则 0<β<10\lt\beta\lt1。整数 Sn=αn+βnS_n=\alpha^n+\beta^n 满足 Sn=30Sn−1−5Sn−2S_n=30S_{n-1}-5S_{n-2},因此对每个 n≥1n\ge1,都有 Sn≡0(mod10)S_n\equiv0\pmod{10}。于是 α19+α82=S19+S82−(β19+β82) \begin{aligned} \alpha^{19}+\alpha^{82} &=S_{19}+S_{82}\\ &\quad-(\beta^{19}+\beta^{82}) \end{aligned} 等于 1010 的某个倍数减去一个小于 11 的正数。因此它的整数部分以 99 为个位数字。
因此,正确答案为 D。
Let α=15+220\alpha=15+\sqrt{220} and β=15−220,\beta=15-\sqrt{220}, so 0<β<1.0\lt\beta\lt1. The integers Sn=αn+βnS_n=\alpha^n+\beta^n satisfy Sn=30Sn−1−5Sn−2,S_n=30S_{n-1}-5S_{n-2}, hence Sn≡0(mod10)S_n\equiv0\pmod{10} for every n≥1.n\ge1. Therefore α19+α82=S19+S82−(β19+β82) \begin{aligned} \alpha^{19}+\alpha^{82} &=S_{19}+S_{82}\\ &\quad-(\beta^{19}+\beta^{82}) \end{aligned} is a multiple of 1010 minus a positive number less than 1.1. Its integer part therefore ends in 9.9.
Therefore, the correct answer is D.
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