Question Number 21682 by Tinkutara last updated on 30/Sep/17
$$\mathrm{Prove}\:\mathrm{that}\:\mathrm{the}\:\mathrm{ten}'\mathrm{s}\:\mathrm{digit}\:\mathrm{of}\:\mathrm{any}\:\mathrm{power} \\ $$$$\mathrm{of}\:\mathrm{3}\:\mathrm{is}\:\mathrm{even}.\:\left[\mathrm{e}.\mathrm{g}.\:\mathrm{the}\:\mathrm{ten}'\mathrm{s}\:\mathrm{digit}\:\mathrm{of}\:\mathrm{3}^{\mathrm{6}} \:=\right. \\ $$$$\left.\mathrm{729}\:\mathrm{is}\:\mathrm{2}\right]. \\ $$
Answered by alex041103 last updated on 30/Sep/17
$${We}\:{are}\:{going}\:{to}\:{prove}\:{this}\:{by}\:{induction}. \\ $$$${For}\:\mathrm{3}^{\mathrm{0}} \left({n}=\mathrm{0}\right)\:{the}\:{statement}\:{is}\:{true}. \\ $$$${Let}'{s}\:{supppose}\:{that}\:{the}\:{statement}\:{is} \\ $$$${true}\:{for}\:\mathrm{3}^{{n}} \:{and}\:\mathrm{3}^{{n}} =\mathrm{100}{A}_{{n}} +\mathrm{10}{B}_{{n}} +{C}_{{n}} \\ $$$$\left({statement}\::\:{B}_{{n}} \equiv\mathrm{0}\left({mod}\:\mathrm{2}\right)\right) \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{3}^{{n}+\mathrm{1}} =\mathrm{3}×\mathrm{3}^{{n}} =\mathrm{3}\left(\mathrm{100}{A}_{{n}} +\mathrm{10}{B}_{{n}} +{C}_{{n}} \right)= \\ $$$$=\mathrm{100}\left(\mathrm{3}{A}_{{n}} \right)+\mathrm{10}\left(\mathrm{3}{B}_{{n}} \right)+\left(\mathrm{3}{C}_{{n}} \right)= \\ $$$$=\mathrm{100}{A}_{{n}+\mathrm{1}} +\mathrm{10}{B}_{{n}+\mathrm{1}} +{C}_{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$${Let}'{s}\:{define}\:{mod}\left({x},\:{n}\right)\:{as}\:{mod}\left({x},\:{n}\right)\equiv{x}\left({mod}\:{n}\right) \\ $$$${where}\:{mod}\left({x},\:{n}\right)=\left[\mathrm{0},\:{n}\right). \\ $$$$\Rightarrow{B}_{{n}+\mathrm{1}} =\frac{{mod}\left(\left(\mathrm{30}{B}_{{n}} +\mathrm{3}{C}_{{n}} \right),\:\mathrm{100}\right)−{mod}\left(\left(\mathrm{30}{B}_{{n}} +\mathrm{3}{C}_{{n}} \right),\mathrm{10}\right)}{\mathrm{10}} \\ $$$${But}\:\mathrm{30}{B}_{{n}} +\mathrm{3}{C}_{{n}} \equiv\mathrm{3}{C}_{{n}} \left({mod}\:\mathrm{10}\right) \\ $$$$\Rightarrow{B}_{{n}+\mathrm{1}} \equiv\mathrm{3}{B}_{{n}} +\left({tens}\:{of}\:\mathrm{3}{C}_{{n}} \right)\:\left({mod}\:\mathrm{2}\right) \\ $$$${C}_{{n}} {can}\:{be}\:\mathrm{1},\mathrm{3},\mathrm{7},\mathrm{9}\:{and}\:\mathrm{3}{C}_{{n}} {can}\:{be} \\ $$$$\mathrm{3},\:\mathrm{9},\:\mathrm{21},\:\mathrm{27}\:\Rightarrow\:{tens}\:{of}\:\mathrm{3}{C}_{{n}} \:{can}\:{be} \\ $$$$\mathrm{0},\mathrm{0},\mathrm{2},\mathrm{2}\:{which}\:{are}\:{all}\:{even} \\ $$$$\Rightarrow{B}_{{n}+\mathrm{1}} \equiv\mathrm{3}{B}_{{n}} \left({mod}\:\mathrm{2}\right)\equiv{B}_{{n}} \left({mod}\:\mathrm{2}\right) \\ $$$${So}\:{because}\:{B}_{\mathrm{0}} \equiv\mathrm{0}\left({mod}\:\mathrm{2}\right)\:\Rightarrow \\ $$$${B}_{{n}} \equiv\mathrm{0}\left({mod}\:\mathrm{2}\right)\:{for}\:\forall{n}. \\ $$$${So}\:{the}\:{statement}\:{is}\:{true}. \\ $$$${Q}.{E}.{D}. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 01/Oct/17
$$\mathrm{Thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{very}\:\mathrm{much}\:\mathrm{Sir}! \\ $$