求1+11+111+1111+…+11….11(n个1)的和除以7的余数是多少?
时间: 2023-06-05 21:47:52 浏览: 456
这个数列可以写成:1,11,111,1111,……,11……11(n个1)。
我们可以发现,每一项都是前一项乘以10再加1,即:
11 = 1 × 10 + 1
111 = 11 × 10 + 1
1111 = 111 × 10 + 1
……
11……11(n个1)= 11……11(n-1个1)× 10 + 1
因此,这个数列的通项公式为:
an = 1 + 11 + 111 + 1111 + …… + 11……11(n个1)
= 1 × (10^0 + 10^1 + 10^2 + …… + 10^(n-1)) + 11 × (10^1 + 10^2 + …… + 10^(n-1)) + …… + 11……11(n-1个1)× 10^(n-1)
= (10^0 + 10^1 + 10^2 + …… + 10^(n-1)) + 10(10^1 + 10^2 + …… + 10^(n-2)) + …… + 10^(n-1)
这是一个等比数列,首项为1,公比为10,共有n项。因此,它的和为:
Sn = (10^n - 1) / 9
我们要求这个和除以7的余数,可以先求出它除以9的余数,再根据同余定理求出除以7的余数。
(10^n - 1) / 9 = (9 + 1)^n - 1) / 9
= C(n,0) × 9^(n-0) + C(n,1) × 9^(n-1) + …… + C(n,n-1) × 9^1 + C(n,n) × 9^0
其中,C(n,k)表示从n个不同元素中取k个元素的组合数。由于9除以7的余数为2,因此,我们只需要求出每一项的系数除以7的余数,再将它们相加,就可以得到Sn除以7的余数。
C(n,0) × 9^(n-0) ≡ 1 × 2^(n-0) (mod 7)
C(n,1) × 9^(n-1) ≡ n × 2^(n-1) (mod 7)
C(n,2) × 9^(n-2) ≡ C(n,2) × 4^(n-1) ≡ (n × (n-1) / 2) × 2^(n-2) (mod 7)
C(n,3) × 9^(n-3) ≡ C(n,3) × 8^(n-1) ≡ (n × (n-1) × (n-2) / 6) × 2^(n-3) (mod 7)
……
C(n,n-1) × 9^1 ≡ C(n,n-1) × 2^(n-1) (mod 7)
C(n,n) × 9^0 ≡ 1 × 1 (mod 7)
因此,Sn除以7的余数为:
Sn ≡ (1 × 2^(n-0) + n × 2^(n-1) + (n × (n-1) / 2) × 2^(n-2) + (n × (n-1) × (n-2) / 6) × 2^(n-3) + …… + C(n,n-1) × 2^(n-1) + 1) (mod 7)
这个式子可以用递归的方法求解。当n=1时,Sn=1,余数为1;当n>1时,Sn的余数等于Sn-1的余数乘以2加上n乘以2^(n-1)的余数再加1的余数。
Python代码如下:
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