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随机整数 x[1,1012]x\in[1,10^{12}]x3x^3

what is the probability that cubic

专题
Probability / 概率
难度
L4

题目详情

xx 为 1 到 101210^{12} 之间均匀随机整数,求 x3x^3 的十进制末两位是 51 的概率。

Let xx be an integer between 1 and 101210^{12} , what is the probability that cubic of xx ends with 51?

解析

末两位只取决于 x(mod100)x\pmod{100},故需解

x351(mod100).x^3\equiv 51\pmod{100}.

等价分解为模 4 与模 25:

  • 513(mod4)51\equiv 3\pmod 4,故 x3(mod4)x\equiv 3\pmod 4
  • 在模 25 下,逐步可得唯一解 x1(mod25)x\equiv 1\pmod{25}

中国剩余定理给出在模 100 下唯一解:

x51(mod100).x\equiv 51\pmod{100}.

在每 100 个连续整数里恰有 1 个满足。又 101210^{12} 是 100 的倍数,所以概率为

1100.\boxed{\frac{1}{100}}.