Question Number 13606 by Tinkutara last updated on 21/May/17
$$\mathrm{Show}\:\mathrm{that}\:\mathrm{19}^{\mathrm{93}} \:−\:\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{positive} \\ $$$$\mathrm{integer}\:\mathrm{divisible}\:\mathrm{by}\:\mathrm{162}. \\ $$
Answered by mrW1 last updated on 21/May/17
$$\mathrm{log}\:\left(\mathrm{19}^{\mathrm{93}} \right)=\mathrm{93}×\mathrm{log}\:\mathrm{19}\approx\mathrm{119} \\ $$$$\mathrm{log}\:\left(\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \right)=\mathrm{99}×\mathrm{log}\:\mathrm{13}\approx\mathrm{110} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{19}^{\mathrm{93}} \:>\:\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{19}^{\mathrm{93}} =\left(\mathrm{1}+\mathrm{18}\right)^{\mathrm{93}} =\mathrm{1}+\mathrm{93}×\mathrm{18}+\frac{\mathrm{93}×\mathrm{92}}{\mathrm{2}!}×\mathrm{18}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{93}×\mathrm{92}×\mathrm{91}}{\mathrm{3}!}×\mathrm{18}^{\mathrm{3}} +… \\ $$$$={A}_{\mathrm{0}} +{A}_{\mathrm{1}} +{A}_{\mathrm{2}} +{A}_{\mathrm{3}} +…+{A}_{\mathrm{93}} \\ $$$${since}\:\mathrm{18}^{\mathrm{2}} =\mathrm{324}=\mathrm{2}×\mathrm{162} \\ $$$$\Rightarrow{A}_{{k}\geqslant\mathrm{2}} \:{mod}\:\mathrm{162}\:=\mathrm{0} \\ $$$${A}_{\mathrm{0}} +{A}_{\mathrm{1}} =\mathrm{1}+\mathrm{93}×\mathrm{18}=\mathrm{1675}=\mathrm{10}×\mathrm{162}+\mathrm{55} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{19}^{\mathrm{93}} \:{mod}\:\mathrm{162}=\mathrm{55} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{13}^{\mathrm{99}} =\left(\mathrm{1}+\mathrm{12}\right)^{\mathrm{99}} =\mathrm{1}+\mathrm{99}×\mathrm{12}+\frac{\mathrm{99}×\mathrm{98}}{\mathrm{2}!}×\mathrm{12}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{99}×\mathrm{98}×\mathrm{97}}{\mathrm{3}!}×\mathrm{12}^{\mathrm{3}} +… \\ $$$$={B}_{\mathrm{0}} +{B}_{\mathrm{1}} +{B}_{\mathrm{3}} +{B}_{\mathrm{4}} +…+{B}_{\mathrm{99}} \\ $$$${since}\:\mathrm{12}^{\mathrm{4}} =\mathrm{20736}=\mathrm{128}×\mathrm{162} \\ $$$$\Rightarrow{B}_{{k}\geqslant\mathrm{4}} \:{mod}\:\mathrm{162}\:=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{3}×\mathrm{12}^{\mathrm{3}} =\mathrm{5184}=\mathrm{32}×\mathrm{162} \\ $$$$\Rightarrow{B}_{\mathrm{3}} \:{mod}\:\mathrm{162}\:=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{9}×\mathrm{12}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1296}=\mathrm{8}×\mathrm{162} \\ $$$$\Rightarrow{B}_{\mathrm{2}} \:{mod}\:\mathrm{162}\:=\mathrm{0} \\ $$$$ \\ $$$${B}_{\mathrm{0}} +{B}_{\mathrm{1}} =\mathrm{1}+\mathrm{99}×\mathrm{12}=\mathrm{1189}=\mathrm{7}×\mathrm{162}+\mathrm{55} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \:{mod}\:\mathrm{162}=\mathrm{55} \\ $$$$ \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{19}^{\mathrm{93}} −\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \right)\:{mod}\:\mathrm{162}\:=\mathrm{55}−\mathrm{55}=\mathrm{0} \\ $$
Commented by b.e.h.i.8.3.4.1.7@gmail.com last updated on 21/May/17
$${so}\:{beautiful}. \\ $$
Commented by RasheedSindhi last updated on 22/May/17
$$\mathrm{Great}! \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 22/May/17
$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{but}\:\mathrm{how}\:\mathrm{do}\:\mathrm{you}\:\mathrm{calculated} \\ $$$$\mathrm{93}\:\mathrm{log}\:\mathrm{19}\:\mathrm{and}\:\mathrm{99}\:\mathrm{log}\:\mathrm{13}?\:\mathrm{In}\:\mathrm{the}\:\mathrm{textbook} \\ $$$$\mathrm{it}\:\mathrm{was}\:\mathrm{mentioned}\:\mathrm{that}\:\mathrm{use}\:\mathrm{of} \\ $$$$\mathrm{calculators}\:\mathrm{is}\:\mathrm{not}\:\mathrm{allowed}. \\ $$$$\mathrm{Second},\:\mathrm{can}\:\mathrm{we}\:\mathrm{use}\:\mathrm{in}\:\mathrm{general}\:\mathrm{this} \\ $$$$\mathrm{property}? \\ $$$$\left(\mathrm{1}\:+\:{x}\right)^{{n}} \left(\mathrm{mod}\:{y}\right)\:=\:\left(\mathrm{1}\:+\:{nx}\right)\left(\mathrm{mod}\:{y}\right) \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{found}\:\mathrm{it}\:\mathrm{from}\:\mathrm{internet}\:\mathrm{from}\:\mathrm{Quora} \\ $$$$\mathrm{by}\:\mathrm{typing}\:\mathrm{the}\:\mathrm{same}\:\mathrm{question}. \\ $$
Commented by RasheedSindhi last updated on 22/May/17
$$\mathrm{Mentioned}\:\mathrm{logs}\:\mathrm{can}\:\mathrm{be}\:\mathrm{calculated} \\ $$$$\mathrm{by}\:\mathrm{table}\:\mathrm{of}\:\mathrm{logs}\:\mathrm{instead}\:\mathrm{of}\:\mathrm{calculator}. \\ $$$$ \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 22/May/17
$$\mathrm{But}\:\mathrm{it}\:\mathrm{was}\:\mathrm{to}\:\mathrm{be}\:\mathrm{proved}\:\mathrm{without}\:\mathrm{tables}. \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{have}\:\mathrm{done}\:\mathrm{it}\:\mathrm{without}\:\mathrm{tables}\:\mathrm{as}\:\mathrm{follows}: \\ $$$$\left(\frac{\mathrm{19}}{\mathrm{13}}\right)^{\mathrm{2}} \:=\:\frac{\mathrm{361}}{\mathrm{169}}\:>\:\mathrm{2}\:\Rightarrow\:\left(\frac{\mathrm{19}}{\mathrm{13}}\right)^{\mathrm{8}} \:>\:\mathrm{2}^{\mathrm{4}} \:>\:\mathrm{13} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{19}^{\mathrm{8}} \:>\:\mathrm{13}^{\mathrm{9}} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{19}^{\mathrm{88}} \:>\:\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{19}^{\mathrm{93}} \:>\:\mathrm{13}^{\mathrm{99}} \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{only}\:\mathrm{thing}:\:\mathrm{Can}\:\mathrm{we}\:\mathrm{use} \\ $$$$\left(\mathrm{1}\:+\:{x}\right)^{{n}} \left(\mathrm{mod}\:{y}\right)\:=\:\left(\mathrm{1}\:+\:{nx}\right)\left(\mathrm{mod}\:{y}\right)? \\ $$$$\mathrm{What}\:\mathrm{are}\:\mathrm{the}\:\mathrm{conditions}\:\mathrm{for}\:{x},\:{y}\:\mathrm{and}\:{n}? \\ $$
Commented by prakash jain last updated on 22/May/17
$$\mathrm{The}\:\mathrm{first}\:\mathrm{step}\:\mathrm{is}\:\mathrm{not}\:\mathrm{essential}\:\mathrm{for} \\ $$$$\mathrm{proof}.\: \\ $$$$\mathrm{Rest}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{proof}\:\mathrm{remains}\:\mathrm{valid} \\ $$$$\mathrm{even}\:\mathrm{if}\:\mathrm{the}\:\mathrm{first}\:\mathrm{step}\:\mathrm{is}\:\mathrm{omitted}. \\ $$
Commented by prakash jain last updated on 22/May/17
$$\mathrm{The}\:\mathrm{expression}\:\mathrm{need}\:\mathrm{not}\:\mathrm{be}\:+\mathrm{ve} \\ $$$$\mathrm{for}\:\mathrm{calculating}\:\mathrm{mod}. \\ $$$$−\mathrm{11}\equiv\mathrm{0}\equiv−\mathrm{22}\:\left(\mathrm{mod}\:\mathrm{11}\right) \\ $$