14. Системы счисления. Кодирование чисел: #292210
Значение арифметического выражения $3^{100}-x$, где $x$ — целое положительное число, не превышающее $2030$, записали в троичной системе счисления. Определите наибольшее значение $x$, при котором в троичной записи числа, являющегося значением данного арифметического выражения, содержится ровно один нуль.
В ответе запишите число в десятичной системе счисления.
Преобразуем выражение: $3^{100}-x=(3^{100}-1)-(x-1).$
Число $3^{100}-1$ в троичной системе состоит из $100$ цифр $2$: $$3^{100}-1=\underbrace{22\ldots2}_{100}{}_3.$$
При вычитании числа $x-1$ заимствований не возникает, так как каждая его троичная цифра не превышает $2$.
Нуль в записи результата появляется на той позиции, где в троичной записи числа $x-1$ стоит цифра $2$.
Следовательно, необходимо найти наибольшее число $x-1$, не превышающее $2029$, в троичной записи которого содержится ровно одна цифра $2$.
Переведём число $2029$ в троичную систему: $2029=2210011_3.$
Чтобы получить наибольшее число с одной цифрой $2$, оставим цифру $2$ в старшем разряде. Во втором разряде вместо цифры $2$ необходимо поставить наибольшую допустимую цифру $1$. Все остальные разряды также заполним единицами: $x-1=2111111_3.$
Переведём это число в десятичную систему: $$2111111_3=2\cdot3^6+3^5+3^4+3^3+3^2+3+1,$$ $$2111111_3=1458+243+81+27+9+3+1=1822.$$
Следовательно: $$x-1=1822,$$ $$x=1823.$$
Проверим троичную запись выражения: $$3^{100}-1823=\underbrace{22\ldots2}_{93}0111111_3.$$
В этой записи содержится ровно один нуль.