1乘到100,也就是100的阶乘(100!)末尾有几个0? 这是一个经典的数学问题,解决它的关键在于理解:0是由2和5相乘产生的。 在阶乘中,因子2的个数远远多于因子5的个数,因此,我们只需要计算1到100之间有多少个因子5。
简单粗暴的计数法:
- 能被5整除的数: 100 ÷ 5 = 20 个 (5, 10, 15, …, 100)
- 能被25整除的数: 100 ÷ 25 = 4 个 (25, 50, 75, 100)。 这些数每个贡献 两个 因子5,但我们之前只算了一个,所以要补上一个。
- 能被125整除的数: 100范围内没有能被125整除的数。
所以,总共有 20 + 4 = 24 个因子5。 因此,100! 末尾有 24 个0。
更简洁的公式法:
使用勒让德定理,可以更高效地计算阶乘末尾0的个数。 公式如下:
末尾0的个数 = ⌊n/5⌋ + ⌊n/25⌋ + ⌊n/125⌋ + ⌊n/625⌋ + …
其中,⌊x⌋ 表示对x向下取整。
对于100!:
- ⌊100/5⌋ = 20
- ⌊100/25⌋ = 4
- ⌊100/125⌋ = 0 (之后的项都是0,可以忽略)
因此,末尾0的个数 = 20 + 4 + 0 = 24。
另一种角度:质因数分解
100! 的质因数分解中,只考虑 5 的幂。
5, 10, 15… 100 共20个包含 5。
25, 50, 75, 100 各自包含了 2个5 (因为 25=5*5)。
总数为 20 + 4 = 24 个 5。由于2的数量远多于5,所以末尾的0的个数取决于5的数量,因此有24个0。
形象的比喻:
想象你是一家袜子工厂,你生产袜子(因子2)和鞋子(因子5)。 只有袜子和鞋子配对,你才能卖出一双完整的鞋。 显然,你有很多袜子,但是鞋子却很少。你能卖出多少双完整的鞋,取决于你拥有多少只鞋子。 在100!的例子中,因子5就相当于鞋子,因子2相当于袜子。
总结:
无论使用哪种方法,关键是理解 100! 末尾0的个数取决于因子5的个数。 通过计算1到100之间5的倍数、25的倍数、125的倍数(如果有的话),就可以得到答案。 100! 末尾有 24 个0。