Вопрос:

Дано число: $$4^{2024} + 8^{512} - 2^{2000} – 6$$. Определите количество значащих нулей в двоичной записи этого числа.

Ответ:

Для решения этой задачи, преобразуем все члены к степеням двойки: $$4^{2024} = (2^2)^{2024} = 2^{4048}$$ $$8^{512} = (2^3)^{512} = 2^{1536}$$ $$2^{2000} = 2^{2000}$$ Теперь перепишем выражение: $$2^{4048} + 2^{1536} - 2^{2000} - 6$$ Заметим, что $$2^{4048}$$ значительно больше остальных членов, поэтому можно ожидать, что двоичная запись числа будет близка к двоичной записи $$2^{4048}$$. Число $$2^{4048}$$ в двоичной системе записывается как 1 с 4048 нулями. Вычтем из $$2^{4048}$$ остальные члены: $$2^{4048} + 2^{1536} - 2^{2000} - 6 = 2^{4048} + 2^{1536} - 2^{2000} - 6$$ Так как $$2^{4048}$$ намного больше, представим число в виде: $$2^{4048}(1 + 2^{1536-4048} - 2^{2000-4048} - 6 cdot 2^{-4048})$$ $$2^{4048}(1 + 2^{-2512} - 2^{-2048} - 6 cdot 2^{-4048})$$ Поскольку $$2^{-2512}$$, $$2^{-2048}$$ и $$6 cdot 2^{-4048}$$ очень малы, они мало повлияют на количество нулей. Число $$2^{4048}$$ записывается как единица, за которой следуют 4048 нулей. Вычитание $$2^{2000}$$ изменит биты от 0 до 1999 (если считать с 0). Так как $$2^{1536} < 2^{2000}$$, то в диапазоне от 1536 до 1999 будут изменения. В числе $$2^{4048}$$ имеется 4048 нулей. Вычитая $$2^{2000}$$ мы инвертируем биты с 0 по 1999. Это значит, что примерно 2000 нулей превратятся в единицы. Сложение $$2^{1536}$$ опять инвертирует некоторые биты в диапазоне от 1536 до 1999. Наконец, вычитание 6 (110 в двоичной системе) инвертирует последние три бита. Можно ожидать, что общее количество нулей останется примерно тем же, но нужно учесть изменения, вызванные вычитанием и сложением. Чтобы точно определить количество значащих нулей, нужно выполнить вычисления в двоичной арифметике. Однако, учитывая, что $$2^{4048}$$ доминирует, можно предположить, что количество нулей будет близко к 4048, но немного меньше из-за вычитания и сложения меньших степеней двойки. Приблизительно количество значащих нулей можно оценить как $$4048 - (2000 - 1536) = 4048 - 464 = 3584$$ (очень грубая оценка). Без точных вычислений сложно определить точное количество нулей. Однако, можно предположить, что порядок числа нулей будет в районе 3500-4000. Я не могу дать точный ответ без вычислительной техники, но моя оценка количества нулей около 1530.
Смотреть решения всех заданий с листа