Série 7 — le chiffre des unités

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Dix questions, douze minutes. Aucune ne se calcule : toutes se lisent sur un cycle.

Le dernier chiffre d'une puissance ne dépend que du dernier chiffre de la base, et il se répète au bout de quatre au plus. On écrit les quatre premières puissances, on divise l'exposant par la longueur du cycle, on lit le reste.

Après les dix, trois questions de plus, hors chrono : un calcul à taper, un vrai ou faux, un texte à trous.

Le piège unique de cette série : un reste nul désigne la dernière case du cycle, pas la première. Si l'exposant est un multiple de la longueur du cycle, la réponse est le chiffre de la quatrième puissance, pas de la première.

Exercices

Exercice 1

Quel est le chiffre des unités de 2152^{15} ?

  1. 66
  2. 22
  3. 44
  4. 88
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Réponse : D 88

Corrigé :

2, 4, 8, 62,\ 4,\ 8,\ 6

Les unités de 212^{1} à 242^{4} : le cycle a une longueur de 44.

15=4×3+315 = 4 \times 3 + 3

Reste 33.

troisieˋme case=8\text{troisième case} = 8

La bonne réponse : « 88 ». « 22 » — la première case, choisie en prenant le reste de 1515 par 44 comme s'il valait 11. « 44 » — la deuxième. « 66 » — la quatrième, celle du reste nul. Le contrôle possible ici : 215=32 7682^{15} = 32\,768, et une puissance de 22 ne finit jamais par un chiffre impair.

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Exercice 2

Quel est le chiffre des unités de 920259^{2025} ?

  1. 99
  2. 33
  3. 55
  4. 11
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : A 99

Corrigé :

9, 81⇒9, 19,\ 81 \Rightarrow 9,\ 1

Le cycle de 99 n'a que deux cases.

2025 est impair2025 \ \text{est impair}

Les exposants impairs tombent sur la première case.

La bonne réponse : « 99 ». « 11 » — la case des exposants pairs. « 33 » — le chiffre des unités des puissances de 33, pas de 99 ; l'énoncé ne parle pas de 33. « 55 » — le dernier chiffre de l'exposant 20252025, recopié à la place de celui de la puissance. Sur une base dont le cycle vaut 22, la seule question est la parité de l'exposant : c'est encore plus rapide que la division.

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Exercice 3

Quel est le chiffre des unités de 61016^{101} ?

  1. 22
  2. 11
  3. 00
  4. 66
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : D 66

Corrigé :

6, 36, 216, …6, \ 36, \ 216, \ \ldots

Toutes les puissances de 66 finissent par 66 : le cycle n'a qu'une case.

6101→66^{101} \to 6

L'exposant 101101 ne change donc rien : il n'y a aucune division à faire.

La bonne réponse : « 66 ». « 11 », « 00 » et « 22 » — trois façons de chercher un cycle là où il n'y en a pas. Quatre chiffres se conservent à toutes leurs puissances : 00, 11, 55 et 66. Dès que la base finit par l'un d'eux, la réponse est immédiate, quel que soit l'exposant.

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Exercice 4

Quel est le chiffre des unités de 31003^{100} ?

  1. 33
  2. 77
  3. 99
  4. 11
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : D 11

Corrigé :

3, 9, 7, 13,\ 9,\ 7,\ 1

Le cycle de 33, de longueur 44.

100=4×25+0100 = 4 \times 25 + 0

Reste nul.

dernieˋre case=1\text{dernière case} = 1

La bonne réponse : « 11 ». « 33 » — la première case, choisie parce que le reste nul a été lu comme un 11. C'est le piège central de la série, et il tombe à chaque examen. « 99 » — la deuxième case. « 77 » — la troisième. Retenez la forme : un exposant multiple de 44 ramène toujours la puissance à la fin de son cycle.

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Exercice 5

Quel est le chiffre des unités de 7357^{35} ?

  1. 11
  2. 99
  3. 33
  4. 77
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : C 33

Corrigé :

7, 9, 3, 17,\ 9,\ 3,\ 1

Les unités de 717^{1} à 747^{4}.

35=4×8+335 = 4 \times 8 + 3

Reste 33.

troisieˋme case=3\text{troisième case} = 3

La bonne réponse : « 33 ». « 77 » — reste lu comme 11. « 99 » — reste lu comme 22. « 11 » — reste lu comme 00. Les quatre options sont exactement les quatre cases du cycle : la question ne teste rien d'autre que la division euclidienne, et c'est pour cela qu'elle doit se faire en vingt secondes.

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Exercice 6

Quel est le chiffre des unités de 4504^{50} ?

  1. 88
  2. 44
  3. 22
  4. 66
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Réponse : D 66

Corrigé :

4, 16⇒4, 64,\ 16 \Rightarrow 4,\ 6

Le cycle de 44 a deux cases.

50 est pair50 \ \text{est pair}

Les exposants pairs tombent sur la seconde case.

La bonne réponse : « 66 ». « 44 » — la case des exposants impairs. « 22 » et « 88 » — des chiffres du cycle de 22, qui n'apparaissent jamais dans celui de 44. Le raccourci de contrôle : 450=21004^{50} = 2^{100}, et le cycle de 22 donne, pour un exposant multiple de 44, sa dernière case — qui vaut 66. Les deux méthodes concordent.

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Exercice 7

Quel est le chiffre des unités de 220+3202^{20} + 3^{20} ?

  1. 77
  2. 66
  3. 55
  4. 11
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Réponse : A 77

Corrigé :

20=4×5+020 = 4 \times 5 + 0

Les deux exposants sont des multiples de 44 : chaque cycle est à sa dernière case.

220→6,320→12^{20} \to 6, \quad 3^{20} \to 1
6+1=76 + 1 = 7

Et on additionne les deux chiffres des unités.

La bonne réponse : « 77 ». « 55 » — c'est 2+32 + 3 : les bases additionnées au lieu des chiffres des unités. « 11 » — seul le second terme pris en compte. « 66 » — seul le premier. Sur une somme, on traite chaque terme séparément puis on additionne les derniers chiffres ; si la somme dépasse 1010, on ne garde que son propre dernier chiffre.

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Exercice 8

Quel est le chiffre des unités de 820268^{2026} ?

  1. 22
  2. 44
  3. 66
  4. 88
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : B 44

Corrigé :

8, 4, 2, 68,\ 4,\ 2,\ 6

Les unités de 818^{1} à 848^{4}.

2026=4×506+22026 = 4 \times 506 + 2

Reste 22.

deuxieˋme case=4\text{deuxième case} = 4

La bonne réponse : « 44 ». « 88 », « 22 » et « 66 » sont les trois autres cases. Le seul calcul à faire est 2026:42026 : 4, et il se lit sur les deux derniers chiffres : 2626 divisé par 44 laisse 22. Ce raccourci vaut pour tous les cycles de longueur 44 — inutile de diviser le nombre entier.

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Exercice 9

Par quel chiffre se termine 5n5^{n}, pour tout entier n≥1n \ge 1 ?

  1. 00
  2. 55
  3. Cela dépend de nn
  4. 11
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Réponse : B 55

Corrigé :

5, 25, 125, 6255,\ 25,\ 125,\ 625

Toujours 55 : multiplier un nombre finissant par 55 par 55 redonne un nombre finissant par 55.

La bonne réponse : « 55 ». « 00 » — le chiffre final de 10n10^{n}, pas de 5n5^{n}. « 11 » — c'est 505^{0}, une case que l'énoncé exclut en commençant à n=1n = 1. « Cela dépend de nn » — c'est vrai pour six chiffres sur dix, mais pas pour 55 : son cycle n'a qu'une case. Repérer les quatre bases stables (00, 11, 55, 66) transforme ces questions en lecture immédiate.

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Exercice 10

Quel est le chiffre des unités de 123312^{33} ?

  1. 22
  2. 88
  3. 66
  4. 44
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Réponse : A 22

Corrigé :

12 finit par 212 \ \text{finit par} \ 2

Seul le dernier chiffre de la base compte : on travaille sur le cycle de 22.

2 4 8 6;33=4×8+1\begin{aligned}2 \\ \ 4 \\ \ 8 \\ \ 6 \quad ; \quad 33 &= 4 \times 8 + 1\end{aligned}

Reste 11.

premieˋre case=2\text{première case} = 2

La bonne réponse : « 22 ». « 88 » — la troisième case. « 44 » — la deuxième. « 66 » — la quatrième. L'idée nouvelle de cette question : la base n'a pas besoin d'être un chiffre. 1212, 2222, 3232 ont tous le cycle de 22, parce que le chiffre des unités d'un produit ne dépend que des chiffres des unités des facteurs.

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Exercice 11

Quel est le chiffre des unités de 320313^{2031} ?

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Réponse : 7

Corrigé :

3, 9, 7, 13,\ 9,\ 7,\ 1

Le cycle de 33 a quatre cases.

2031=4×507+32031 = 4 \times 507 + 3

Reste 33 : troisième case.

7. Le piège est 33 : la base recopiée, ou le reste pris pour le chiffre.

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Exercice 12

420274^{2027} se termine par 66.

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Réponse : Faux

Corrigé :

4, 64,\ 6

Le cycle de 44 a deux cases.

2027 impair2027 \ \text{impair}

Exposant impair : première case, 44.

Faux. 66 est la case des exposants pairs ; 20272027 est impair, donc 44.

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Exercice 13

Complétez.

Le cycle des unités de 77 a ____ cases, et celui de 99 en a ____.

Voir la réponse et le corrigé

Réponse : Le cycle des unités de 77 a 4 cases, et celui de 99 en a 2.

Corrigé :

7, 9, 3, 17,\ 9,\ 3,\ 1

Quatre cases.

9, 19,\ 1

Deux cases.

4 et 2. Les chiffres 2,3,7,82, 3, 7, 8 ont des cycles de quatre ; 44 et 99 de deux.

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