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125100125^{100} 有多少位数字?

How many digits does the number 125100125^{100} have?

专题
Brainteaser / 脑筋急转弯
难度
L4

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125100125^{100} 有多少位十进制数字?不允许使用 log102\log_{10}2log105\log_{10}5 的数值。

How many digits does the number 125100125^{100} have? You are not allowed to use values of log102\log_{10} 2 or log105\log_{10} 5 .

解析

注意 125=53125=5^3,所以

125100=5300=(102)300=103002300.125^{100}=5^{300}=\left(\frac{10}{2}\right)^{300}=\frac{10^{300}}{2^{300}}.

我们只需判断 23002^{300} 处于哪个 1010 的幂之间。

下界:210=1024>1000=1032^{10}=1024>1000=10^3,因此

2300=(210)30>1090.2^{300}=(2^{10})^{30}>10^{90}.

上界:210=1024<1050=1.05×1032^{10}=1024<1050=1.05\times 10^3,因此

2300=(210)30<(1.0530)×1090.2^{300}=(2^{10})^{30}< (1.05^{30})\times 10^{90}.

又因为 1.0510<1.631.05^{10}<1.63,所以 1.0530<(1.63)3<4.4<101.05^{30}<(1.63)^3<4.4<10,从而 2300<10912^{300}<10^{91}

因此

1090<2300<109110209<103002300<10210.10^{90}<2^{300}<10^{91} \Rightarrow 10^{209}<\frac{10^{300}}{2^{300}}<10^{210}.

所以 125100125^{100} 介于 1020910^{209}1021010^{210} 之间,位数为 210\boxed{210}