$11^{11}$ を100で割ったときの余りを求めます。

数論合同算術二項定理剰余
2025/4/21

1. 問題の内容

111111^{11} を100で割ったときの余りを求めます。

2. 解き方の手順

二項定理を利用します。
1111=(10+1)1111^{11} = (10+1)^{11} を二項展開すると、
(10+1)11=k=011(11k)10k111k (10+1)^{11} = \sum_{k=0}^{11} \binom{11}{k} 10^k 1^{11-k}
=(110)100+(111)101+(112)102+(113)103++(1111)1011 = \binom{11}{0} 10^0 + \binom{11}{1} 10^1 + \binom{11}{2} 10^2 + \binom{11}{3} 10^3 + \cdots + \binom{11}{11} 10^{11}
100で割った余りを求めるので、10210^2以上の項は100で割り切れます。そのため、10010^010110^1の項だけを考えれば十分です。
1111(110)100+(111)101(mod100)11^{11} \equiv \binom{11}{0} 10^0 + \binom{11}{1} 10^1 \pmod{100}
(110)=1\binom{11}{0} = 1, (111)=11\binom{11}{1} = 11 なので、
111111+1110(mod100) 11^{11} \equiv 1 \cdot 1 + 11 \cdot 10 \pmod{100}
11111+110(mod100) 11^{11} \equiv 1 + 110 \pmod{100}
1111111(mod100) 11^{11} \equiv 111 \pmod{100}
111111(mod100) 11^{11} \equiv 11 \pmod{100}

3. 最終的な答え

11

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