Поиск ошибки при делении степеней для чисел с циклом последних цифр — мини-практикум с ответами, 7 класс
7 класс · 24 задания с развёрнутым ключом. Цель: обнаруживать неверное деление степеней с одинаковыми ненулевыми основаниями и проверять последнюю цифру результата, пользуясь цикличностью. Полное огромное число вычислять не требуется.
Содержание статьи12 разделов
Метод за 3 шага
Для a ≠ 0 и целых m ≥ n ≥ 0 верно am : an = am−n. Сначала вычитаем показатели. Потом определяем цикл последних цифр для числа a (по последней цифре основания). Наконец, делим показатель на длину цикла, учитывая, что остаток 0 означает последний элемент цикла. Делить последние цифры друг на друга нельзя.
| Последняя цифра основания | Цикл последних цифр для a¹, a², … | Длина цикла |
|---|---|---|
| 2 | 2 → 4 → 8 → 6 | 4 |
| 3 | 3 → 9 → 7 → 1 | 4 |
| 4 | 4 → 6 | 2 |
| 5 | 5 | 1 |
| 6 | 6 | 1 |
| 7 | 7 → 9 → 3 → 1 | 4 |
| 8 | 8 → 4 → 2 → 6 | 4 |
| 9 | 9 → 1 | 2 |
Пример: 714 : 75 = 79. Цикл числа 7: 7, 9, 3, 1. Поскольку 9 = 4·2 + 1, последняя цифра 7. Ученик, который разделит «4 на 7» (последние цифры 7¹⁴ и 7⁵), получит бессмысленный ответ: последние цифры частного так не ищут.
Разбор на черновике: как не попасть в ловушку цикла
Рассмотрим 327 : 38. Вычитание даёт 319. Цифры степеней тройки повторяются по кругу: 3, 9, 7, 1. После четырёх шагов цикл начинается заново. При делении 19 на 4 остаток 3; выбираем третью цифру цикла — 7. Иногда ошибочно считают, что остаток 3 означает третью цифру числа 3¹⁹. Нет: это порядковое место в периоде последних цифр.
Проверьте, почему нельзя просто поделить последние цифры исходных чисел. У 3²⁷ последняя цифра 7, у 3⁸ последняя цифра 1. Здесь деление 7 на 1 случайно дало бы 7, но это не математическое правило. Уже в выражении 7¹⁶ : 7³ последние цифры исходных чисел — 1 и 3, однако правильное частное 7¹³, оканчивающееся на 7. Число «1 : 3» не является последней цифрой целого частного.
Случай с периодом длиной два: 921 : 99 = 912. Степени девятки оканчиваются на 9, 1, 9, 1, … Чётный итоговый показатель даёт 1. Если пользоваться циклом длины четыре, получится случайно тот же результат, но неверный алгоритм не переносится на другие показатели и основания. У числа 5 цикл вообще состоит из одной цифры.
Особое внимание — большие основания
Для последней цифры 1734 : 1722 сначала найдём 1712, но выписывать все цифры огромного числа не нужно. Основание 17 и основание 7 имеют одинаковые последние цифры степеней; 12 делится на 4, значит результат оканчивается на 1. При этом сами степени 17¹² и 7¹², разумеется, не равны.
Не следует путать десятичную цифру основания с основанием всей степени. Например, заменить 12⁵ на 2⁵ для вычисления полного частного нельзя. Такая замена подходит только для определения последней цифры после законного упрощения выражения.
| Тип нарушения | Неверный ход | Как исправить |
|---|---|---|
| Показатели складывают | a¹¹:a⁴ = a¹⁵ | a¹¹:a⁴ = a⁷, если a≠0 |
| Делят показатели | a¹²:a³ = a⁴ | a¹²:a³ = a⁹ |
| Путают остаток 0 | 2⁸ оканчивается на 0 | Показатель 8 — конец цикла 2,4,8,6; ответ 6 |
| Смешивают цифру и значение | 17¹² = 7¹² | Лишь последние цифры у этих степеней равны |
Уровень I. Найдите и исправьте одну ошибку
- Ученик утверждает, что последняя цифра 211 : 24 равна 1. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 314 : 36 равна 4. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 715 : 74 равна 6. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 817 : 88 равна 1. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 923 : 99 равна 4. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 419 : 46 равна 7. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 624 : 613 равна 9. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
- Ученик утверждает, что последняя цифра 521 : 510 равна 8. Найдите ошибку и правильную последнюю цифру.
Уровень II. Проверяем ошибочное вычитание показателей
- На листе написано: «1237 : 1213 = 1250». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «1331 : 1314 = 1345». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «1743 : 1722 = 1765». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «1829 : 1811 = 1840». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «1948 : 1916 = 1964». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «2357 : 2329 = 2386». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «2761 : 2722 = 2783». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
- На листе написано: «2849 : 2830 = 2879». Почему равенство ложно? Укажите показатель и последнюю цифру истинного частного.
Уровень III. Два деления подряд — не потерять знак показателя
- Проверьте фразу «у (223 : 29) : (28 : 23) показатель равен 23−9+8−3». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (329 : 312) : (311 : 34) показатель равен 29−12+11−4». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (741 : 717) : (715 : 75) показатель равен 41−17+15−5». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (838 : 811) : (816 : 84) показатель равен 38−11+16−4». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (932 : 910) : (914 : 93) показатель равен 32−10+14−3». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (1247 : 1218) : (1219 : 126) показатель равен 47−18+19−6». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (1755 : 1721) : (1718 : 175) показатель равен 55−21+18−5». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
- Проверьте фразу «у (2363 : 2319) : (2325 : 237) показатель равен 63−19+25−7». Исправьте выражение для показателя и найдите последнюю цифру.
Как оформлять ответ к заданиям высокого уровня
В каждом пункте третьего уровня присутствуют два частных. Вначале каждое выражение в скобках замените степенью с разностью показателей, затем разделите полученные две степени. Нельзя открыть вторые скобки со знаком «плюс» — перед ними фактически стоит знак вычитания целого показателя. Например, (2²³ : 2⁹) : (2⁸ : 2³) = 2¹⁴ : 2⁵ = 2⁹, последняя цифра 2. Одна пропущенная скобка поменяла бы показатель с 9 на 19.
В ответах достаточно указать итоговую степень и её последнюю цифру, но для полноценной проверки учитель может попросить выписать деление показателя на длину цикла: 9=4·2+1. Если исходное основание заканчивается на 0, 1, 5 или 6, последние цифры всех положительных степеней постоянны. При показателе ноль для ненулевого основания действует общее правило a⁰=1.
Самый надёжный быстрый контроль: для маленького показателя вычислите целое частное, а для большого — проверьте остаток показателя по модулю длины цикла. Оба подхода должны давать одну и ту же последнюю цифру.
Ключ с проверкой каждого задания
I. Пошаговые ответы
- Показатель частного 11−4=7. Цикл: 2–4–8–6; берём позицию 3 из 4, получаем 8, не 1. Частное является целым, так как 11≥4.
- Показатель частного 14−6=8. Цикл: 3–9–7–1; берём позицию 4 из 4, получаем 1, не 4. Частное является целым, так как 14≥6.
- Показатель частного 15−4=11. Цикл: 7–9–3–1; берём позицию 3 из 4, получаем 3, не 6. Частное является целым, так как 15≥4.
- Показатель частного 17−8=9. Цикл: 8–4–2–6; берём позицию 1 из 4, получаем 8, не 1. Частное является целым, так как 17≥8.
- Показатель частного 23−9=14. Цикл: 9–1; берём позицию 2 из 2, получаем 1, не 4. Частное является целым, так как 23≥9.
- Показатель частного 19−6=13. Цикл: 4–6; берём позицию 1 из 2, получаем 4, не 7. Частное является целым, так как 19≥6.
- Показатель частного 24−13=11. Цикл: 6; берём позицию 1 из 1, получаем 6, не 9. Частное является целым, так как 24≥13.
- Показатель частного 21−10=11. Цикл: 5; берём позицию 1 из 1, получаем 5, не 8. Частное является целым, так как 21≥10.
II. Где изменили правило
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 37−13 = 24. Для последней цифры 2 цикл 2–4–8–6, позиция 4; ответ: 1224, последняя цифра 6.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 31−14 = 17. Для последней цифры 3 цикл 3–9–7–1, позиция 1; ответ: 1317, последняя цифра 3.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 43−22 = 21. Для последней цифры 7 цикл 7–9–3–1, позиция 1; ответ: 1721, последняя цифра 7.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 29−11 = 18. Для последней цифры 8 цикл 8–4–2–6, позиция 2; ответ: 1818, последняя цифра 4.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 48−16 = 32. Для последней цифры 9 цикл 9–1, позиция 2; ответ: 1932, последняя цифра 1.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 57−29 = 28. Для последней цифры 3 цикл 3–9–7–1, позиция 4; ответ: 2328, последняя цифра 1.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 61−22 = 39. Для последней цифры 7 цикл 7–9–3–1, позиция 3; ответ: 2739, последняя цифра 3.
- Надо вычесть, а не сложить показатели: 49−30 = 19. Для последней цифры 8 цикл 8–4–2–6, позиция 3; ответ: 2819, последняя цифра 2.
III. Контроль скобок
- Имеем 214 : 25 = 29, поскольку (23−9)−(8−3)=9. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 2: 2–4–8–6; последняя цифра 2.
- Имеем 317 : 37 = 310, поскольку (29−12)−(11−4)=10. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 3: 3–9–7–1; последняя цифра 9.
- Имеем 724 : 710 = 714, поскольку (41−17)−(15−5)=14. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 7: 7–9–3–1; последняя цифра 9.
- Имеем 827 : 812 = 815, поскольку (38−11)−(16−4)=15. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 8: 8–4–2–6; последняя цифра 2.
- Имеем 922 : 911 = 911, поскольку (32−10)−(14−3)=11. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 9: 9–1; последняя цифра 9.
- Имеем 1229 : 1213 = 1216, поскольку (47−18)−(19−6)=16. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 2: 2–4–8–6; последняя цифра 6.
- Имеем 1734 : 1713 = 1721, поскольку (55−21)−(18−5)=21. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 7: 7–9–3–1; последняя цифра 7.
- Имеем 2344 : 2318 = 2326, поскольку (63−19)−(25−7)=26. Вторую скобку именно вычитаем. Цикл для цифры 3: 3–9–7–1; последняя цифра 9.
Самопроверка: у деления степеней с одним и тем же ненулевым основанием показатели вычитаются. Цикл применяют к итоговому показателю, а не к двум последним цифрам по отдельности. Если показатель результата равен нулю, частное равно 1 и последняя цифра 1.
Контрольный случай с нулевой разностью показателей
У числа 846 : 846 оба показателя одинаковы, поэтому частное равно 80=1. Если машинально заглянуть в обычный цикл последних цифр 8, 4, 2, 6 и принять нулевой показатель за «нулевую позицию», легко ошибиться. Последняя цифра здесь 1, а не 6: циклы 8¹, 8², … начинаются с положительного показателя, а нулевую степень нужно рассматривать отдельно.
Другой полезный контроль: 1251 : 1247 = 124. Четвёртая степень числа 12 заканчивается на 6. Проверим на малых числах того же типа: 12⁴=20736, последняя цифра действительно 6. Аналогично 32⁴ и 2⁴ имеют одинаковую последнюю цифру, хотя численные значения этих степеней разные.
Задания на последнюю цифру учат сохранять два уровня рассуждения: сначала точное преобразование целого выражения, затем вычисление только одной цифры. Если пропустить первый уровень и сразу работать с остатками, можно получить правильный ответ случайно и не заметить неверного обоснования.
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.
