На уроке рассматривается 14 задание, решение и объяснение ЕГЭ по информатике
Содержание:
- Объяснение заданий 14 ЕГЭ по информатике
- Перевод числа из любой системы счисления в десятичную
- Особенности при переводах в разные системы счисления
- Решение заданий 14 ЕГЭ по информатике
- Определите наибольшее/наименьшее значение x, y
- Сколько цифр или сумма цифр
- Найти основание системы счисления и уравнения
14-е задание: «Операции в системах счисления»
Уровень сложности
— повышенный,
Требуется использование специализированного программного обеспечения
— нет,
Максимальный балл
— 1,
Примерное время выполнения
— 5 минут.
Проверяемые элементы содержания: Знание позиционных систем счисления
До ЕГЭ 2021 года — это было задание № 16 ЕГЭ
Типичные ошибки и рекомендации по их предотвращению:
«Основные ошибки связаны с невнимательностью при выполнении арифметических действий
в недесятичных системах счисления. Например, вычитания единицы в ситуации типа: 10100002 – 1»
ФГБНУ «Федеральный институт педагогических измерений»
С основами темы можно ознакомиться в теории к заданию 1.
Перевод числа из любой системы счисления в десятичную
Чтобы перевести, например, 10045N
, из системы счисления с основанием N
в десятичную систему, нужно умножить значение каждой цифры на N
в степени, равной разряду этой цифры:
Особенности при переводах в разные системы счисления
Некоторые правила, которые нужно знать, при работе с системами счисления:
- последняя цифра (крайняя справа) в записи числа в системе счисления с основанием
N
– представляет собой остаток от деления этого числа наN
:
710 = 1112 7/2 = остаток 1
N
– это остаток от деления этого числа на N²
, и так далее:710 = 1112 112=310 7/22 = остаток 310 (112)
10N
записывается как единица и N
нулей:
2N
в двоичной системе записывается как единица и N
нулей:3N
записывается в троичной системе в виде единицы и N
нулей:a
; общее правило:10N-1
записывается как N
девяток:2N-1
в двоичной системе записывается как N
единиц:3N-1
записывается в троичной системе как N
двоек:aN-1
в системе счисления с основанием a
записывается как N
старших цифр этой системы, то есть, цифр (a-1)
10N-10M
= 10M * (10N-M – 1)
записывается как N-M
девяток, за которыми стоят M
нулей:2N – 2K
при K < N
в двоичной системе записывается как N – K
единиц и K
нулей:
Решение заданий 14 ЕГЭ по информатике
Плейлист видеоразборов задания на YouTube:
Задание демонстрационного варианта 2022 года ФИПИ
Определите наибольшее/наименьшее значение x, y
14_14:
Операнды арифметического выражения записаны в системе счисления с основанием 15.
82x19₁₅ – 6x073₁₅
В записи чисел переменной x
обозначена неизвестная цифра из алфавита 15-ричной системы счисления. Определите наименьшее значение x
, при котором значение данного арифметического выражения кратно 11. Для найденного значения x
вычислите частное от деления значения арифметического выражения на 11 и укажите его в ответе в десятичной системе счисления. Основание системы счисления в ответе указывать не нужно.
✍ Решение:
-
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net:
|
||
Python:
|
||
С++: |
Ответ: 7806
Сколько цифр или сумма цифр
14_12:
Значение арифметического выражения
43∙7103 – 21∙757 + 98
записали в системе счисления с основанием 7.
Найдите сумму цифр получившегося числа и запишите её в ответе в десятичной системе счисления.
✍Решение:
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net, Решение 1:
|
||
PascalABC.net, Решение 2:
|
||
Python:
|
||
С++: |
Результат: 276
14_1:
Значение арифметического выражения:
21024 + 464 — 64
записали в системе счисления с основанием 2.
Сколько цифр «1» содержится в этой записи?
Типовые задания для тренировки
✍Решение:
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net, Решение 1:
|
||
PascalABC.net, Решение 2:
|
||
Python:
|
||
С++: |
✎ Решение теоретическое:
- Существует правило:
- Чтобы воспользоваться этим правилом, преобразуем общее выражение к степеням двойки:
2N = 10..02(1
единица и N
нулей)
21024 + (22)64 - 26 = 21024 + 2128 - 26
10...0 (1024 нуля) + 10...0 (128 нулей) - 10...0 (6 нулей)
10....00000 - 1024 нуля + 10..0 - 128 нулей _________________________ 10....10..0
10....00000 - 1024 нуля + 10..0 - 128 нулей _________________________ 10....10..0 - запомним единицу
2N — 2K = 1…1 (N - K
единиц)0…0(K
нулей)
10..0000000 - 128 нулей - 1000000 _________________________ 11..1000000 - 122 единицы и 6 нулей
122 + 1 = 123 единицы
Результат: 123
Также можно посмотреть видео решения 14 задания ЕГЭ по информатике (аналитическое решение):
📹 YouTube здесь
📹 Видеорешение на RuTube здесь
14_3: 14 задание. Демоверсия ЕГЭ 2018 информатика:
Значение арифметического выражения:
4910 + 730 – 49
записали в системе счисления с основанием 7.
Сколько цифр «6» содержится в этой записи?
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net, решение 1:
|
||
PascalABC.net, решение 2:
|
||
Python:
|
||
С++: |
✎ Решение теоретическое:
- Приведем все числа к степеням 7:
720 + 730 - 72
730 + 720 - 72
1. an = 10..0a n 2. an - am = (a-1)..(a-1)0..0a n-m m
730 = 10..0 30
0 + (20 - 2) = 18
Результат: 18
Подробное решение 14 задания демоверсии ЕГЭ смотрите на видео (аналитическое решение):
📹 YouTube здесь
📹 Видеорешение на RuTube здесь
14_2:
Значение арифметического выражения:
4500 + 3*42500 + 16500 — 1024
записали в системе счисления с основанием 4.
Сколько цифр «3» содержится в этой записи?
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net:
|
||
Python:
|
||
С++: |
Результат: 496
Подробное решение данного 14 задания ЕГЭ по информатике можно посмотреть на видео (аналитическое решение):
📹 YouTube здесь
📹 Видеорешение на RuTube здесь
14_5:
Значение арифметического выражения: 81024 + 832 – 65 – записали в системе счисления с основанием 8. Сколько цифр «7» содержится в этой записи?
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net:
|
||
Python:
|
||
С++: |
✎ Решение теоретическое:
- Приведем все числа к степеням восьмерки:
65 = 64 + 1 = 82 + 80;
81024 + 832 - (82 + 80); 81024 + 832 - 82 - 80
1. an = 10..0a n 2. an - am = (a-1)..(a-1)0..0a n-m m
81024 = 10..0 1024
3.-2n = -2n+1 + 2n
! Формула предназначена для чисел в двоичной системе счисления, но для подсчета цифр "7" в 8-й (или "6" в 7-й и т.п.) ее можно использовать (для поиска единиц или нулей она не подходит!!!)
-82 = -83 + 82
! обратите внимание, что тождество неверно, но
при поиске количества "7" этой формулой можно воспользоваться
(для поиска единиц или нулей она не подходит!)
Получаем:
81024 + 832 - 83 + 82- 80
0 + (32 - 3) + (2 - 0) = 31
Результат: 31
14_13:
Сколько значащих нулей в двоичной записи числа 4350 + 8340 – 2320 – 12
?
✍ Решение:
✎ Решение с использованием программирования:
PascalABC.net, решение 1:
|
||
PascalABC.net, решение 2:
|
||
Python:
|
||
С++: |
✎ Решение теоретическое:
- По возможности приведем каждое слагаемое к степеням 2. Получим:
4350 + 8340 – 2320 – 12
(22)350 + (23)340 - 2320 - 3*22 = (22)350 + (23)340 - 2320 - 12 = 2700 + 21020 - 2320 - (23 + 22)
21020 + 2700 - 2320 - 23 - 22
-2n = -2n+1+2n
и преобразуем выражение:21020 + 2700 - 2321+ 2320- 24 + 23 - 22
21020 -> один не ноль 2700 - 2321 -> 379 не нулей 2320- 24 -> 316 не нулей 23 - 22 -> один не ноль Итого: 1+ 379+316 +1 = 697
1021 - 697 = 324
Результат: 324
Найти основание системы счисления и уравнения
14_7:
Укажите, сколько всего раз встречается цифра 2 в записи чисел 13, 14, 15, …, 23 в системе счисления с основанием 3.
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
- Для начала достаточно перевести первое и последнее число предложенного интервала в троичную систему счисления. Сделаем это:
1. 13 | 3 12 4 | 3 1 3 1 1 1310 = 1113 2. 23 | 3 21 7 | 3 2 6 2 1 2310 = 2123
111, 112, 120, 121, 122, 200, 201, 202, 210, 211, 212
111, 112, 120, 121, 122, 200, 201, 202, 210, 211, 212
Ответ: 13
✍ Решение:
- Разделим уравнение на три части и вычислим каждую часть отдельно (выделим части разным цветом):
204N+1 = 204N + 2616 1 2 3
1.
210
204N+1
По формуле получаем:
2*(N+1)2 + 0*(N+1)1 + 4*(N+1)0 =
= 2*(N2 + 2N + 1) + 0 + 4 = 2N2 + 4N + 6
2.
210
204N
По формуле получаем:
2*N2 + 0*N1 + 4*N0 =
= 2N2 + 4
3. 2616 = 3810
2N2 + 4N + 6 = 2N2 + 4 + 38; 4N = 36; N = 9
Результат: 9
✍ Решение:
- Вместо обозначения искомой системы счисления введем неизвестное x:
144x + 24x = 201x
144 + 24 = 201 1*x2 + 4*x1 + 4*x0 + 2*x1 + 4*x0 = 2*x2 + 0*x1 + 1*x0
x2 - 6x - 7 = 0
D = b2 - 4ac = 36 - 4*1*(-7) = 64
x = (-b ± √D)/2a
x1 = (6 + 8)/2 = 7
x2 = (6 - 8)/2 - не подходит
x = 7
Ответ: 7
14_9:
В некоторой системе счисления записи десятичных чисел 68 и 94 заканчиваются на 3. Определите основание системы счисления.
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
- Вспомним правило:
- Примем искомую систему счисления за x. Тогда, исходя из приведенного правила имеем:
Последняя цифра записи числа в системе счисления с основанием X — это остаток от деления этого числа на X
94 / x = некоторое число и остаток 3 и 68 / x = некоторое число и остаток 3
91/x 65/x
91 - 65 = 26 65 - 26 = 39 39 - 26 = 13 26 - 13 = 13
Ответ: 13
14_10:
Некоторое число X из десятичной системы счисления перевели в системы счисления с основаниями 16, 8. Часть символов при записи утеряна. Позиции утерянных символов обозначены *
:
X = *516 = *0*8
Сколько чисел соответствуют условию задачи?
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
- Данные числа с утерянными символами переведем из 16-й и из 8-й системы счисления в двоичную. Перевод будем делать триадами и тетрадами, неизвестные позиции оставим пустыми:
1. *516 * | 5 16 * * * * | 0 1 0 1 2 2. *0*8 * | 0 | * 8 * * *|0 0 0|* * * 2
* * 0 0 0 1 0 1
1. 01000101 2. 10000101 3. 11000101
Ответ: 3
Предлагаем посмотреть видео решения данного 14 задания ЕГЭ (аналитическое решение):
📹 YouTube здесь
📹 Видеорешение на RuTube здесь
14_4:
Укажите через запятую в порядке возрастания все основания систем счисления, в которых запись числа 75 оканчивается на 13.
Типовые задания для тренировки
✍ Решение:
- Так как 75 должно оканчиваться на 13, то имеем два общих случая:
1. 7510 = 13N 2. 7510 = ...13N (число оканчивается на 13)
1 случай:
75|N N|1 отсюда имеем => 75 - N = 3; т.е. N = 72 3
2 случай:
75|N 72|y отсюда имеем => 75 = Ny + 3, где N - целое, неотриц. 3
75|N 72| y |N => y = Nz + 1, где z - целое, неотриц. 3 y-1|z 1
75 = Ny + 3 y = Nz + 1
75 = N (Nz + 1) + 3; 75 = N2z + N + 3; 75 = N2z + N
z = (72 - N)/N2
72 - 5 / 52 = 67 / 25 не делится, - не подходит!
75 | 4
72 | 18| 4
3 16| 2
2 => не подходит! должна быть единица
75 | 6
72 | 12| 6
3 12| 1
0 => не подходит! должна быть единица
75 | 7
70
5 => не подходит! должна быть 3
75 | 8
72 | 9| 8
3 8| 1
1 => подходит!
Результат: 8,72
Видеоразбор решения (аналитический способ):
📹 YouTube здесь
📹 Видеорешение на RuTube здесь
14_11:
Выражение 25*325 записано в троичной системе счисления. Определите, сколько в этой записи цифр 0, 1 и 2.
✍ Решение:
-
Рассмотрим каждый сомножитель отдельно.
- Первый сомножитель:
25 = 32 Переведем в троичную систему счисления (делением на 3, переписываем остатки). Результат: 3210 = 10123
325 = 10..0{25 нулей}3
1000 x 1012 = ---- 2000 1000 0000 1000 ------- 1012000
Ответ: «0»=26, «1»=2, «2»=1
Смотрите видео разбора на нашем канале (аналитическое решение):
📹 YouTube здесь
📹 Видеорешение на RuTube здесь
Всего: 185 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Добавить в вариант
Запись числа N в системе счисления с основанием 7 содержит две цифры, запись этого числа в системе счисления с основанием 6 содержит три цифры, а запись в системе счисления с основанием 11 заканчивается на 2.
Чему равно N?
К записи натурального числа в восьмеричной системе счисления справа приписали два нуля. Во сколько раз увеличилось число? Ответ запишите в десятичной системе счисления.
Чему равно наименьшее основание позиционной системы счисления x, при котором 225x = 405y?
Ответ записать в виде целого числа.
Запись числа 338 в системе счисления с основанием N содержит 3 цифры и оканчивается на 2. Чему равно максимально возможное основание системы счисления?
Сколько значащих цифр в записи десятичного числа 357 в системе счисления с основанием 7?
В системе счисления с некоторым основанием десятичное число 144 записывается в виде 264. Укажите это основание.
Запись десятичного числа в системах счисления с основаниями 3 и 5 в обоих случаях имеет последней цифрой 0. Какое минимальное натуральное десятичное число удовлетворяет этому требованию?
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2013 по информатике.
Десятичное число 81 в некоторой системе счисления записывается как 144. Определите основание системы счисления.
Укажите, сколько всего раз встречается цифра 2 в записи чисел 10, 11, 12, …, 17 в системе счисления с основанием 5.
Укажите через запятую в порядке возрастания все десятичные числа, не превосходящие 30, запись которых в системе счисления с основанием 5 начинается на 3?
Укажите, сколько всего раз встречается цифра 3 в записи чисел 19, 20, 21, …, 33 в системе счисления с основанием 6.
Укажите, сколько всего раз встречается цифра 2 в записи чисел 13, 14, 15, …, 23 в системе счисления с основанием 3.
Запись числа 6810 в системе счисления с основанием N оканчивается на 2 и содержит 4 цифры. Чему равно основание этой системы счисления N?
Решите уравнение:
1005 + x = 2004.
Ответ запишите в семеричной системе (основание системы счисления в ответе писать не нужно).
Решите уравнение:
608 + x = 2005.
Ответ запишите в шестеричной системе (основание системы счисления в ответе писать не нужно).
В системе счисления с некоторым основанием десятичное число 15 записывается в виде 30. Укажите это основание.
Источник: ЕГЭ по информатике 08.07.2013. Вторая волна. Вариант 602.
Решите уравнение:
608 + x = 609
Ответ запишите в шестеричной системе (основание системы счисления в ответе писать не нужно).
Восьмеричное число 77 в некоторой системе счисления записывается как 53. Определите основание системы счисления.
Источник: Тренировочная работа по ИНФОРМАТИКЕ 11 класс 30 сентября 2016 года Вариант ИН10104
Запишите натуральное число, десятичная запись которого состоит из двух цифр, шестнадцатеричная запись заканчивается цифрой B, а пятеричная — цифрой 3.
Запишите натуральное число, десятичная запись которого состоит из двух цифр, шестнадцатеричная запись заканчивается цифрой A, а пятеричная — цифрой 3.
Всего: 185 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Подготовка к ЕГЭ – 2021, Занятие 1.
Позиционные системы счисления, задание 14
Презентацию по теме можно посмотреть здесь.
На уроках информатики мы никогда ничего не зубрим! Ученики должны понимать все, о чем говорится на уроках, и запоминать новое путем повторений пройденного, сравнений и ассоциаций с уже знакомыми темами и понятной информацией.
Для максимально быстрого и однозначно верного решения задач мы придерживаемся принципа: чем меньше вычислений и другой работы мы делаем, тем меньше времени тратиться на решение задачи и тем меньшую вероятность появления ошибок получаем в результате. При этом, соглашаясь с Аристотелем, что «Ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знания на деле», я настаиваю на способах решений, соответствующих этому принципу, хотя существуют и другие варианты. На своих уроках я придерживаюсь изложения темы именно в этом ключе. Сначала это бывает сложно, особенно тем, кто приходит ко мне на уроки уже знакомым с иначе излагаемым материалом и не желающим переучиваться. Но хочу научить Вас решать быстро и без ошибок, экономя время и силы для новых задач. Поверьте, этому несложно научиться, нужно только поверить в свои силы — и все получится! При этом проверочные работы и тесты проводятся мной на время с расчетом решения задач именно по такому принципу.
При изучении этой темы обращаю особое внимание на таблицу степеней двойки и на ряд закономерностей. При этом знание таблицы является необходимым и достаточным условием для максимально быстрого и однозначно точного решения, а дополнительное знание закономерностей позволит выполнить все еще быстрее и точнее.
Ниже приведена таблица степеней двойки, где n – это степень, а 2n – результат возведения числа 2 в степень n:
n |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
2n |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
512 |
1024 |
2048 |
4096 |
Таблицу не обязательно заранее учить наизусть. Нужно при решении задач пользоваться ею, но при этом заглядывать в нее все реже и реже, пытаясь сначала вспомнить значение степени. Тогда эта таблица сама «уляжется» в голове и очень поможет на экзамене в этой и в других темах!
Теперь перейдем к теории рассматриваемой темы.
Система счисления или нумерация – это способ записи (обозначения) чисел.
Возьмем это за основу работы с разными системами счисления, поскольку только способ записи у них будет разный, а все закономерности одинаковые. Поэтому в случае возникновения трудностей в понимании темы обращаемся к десятичной системе счисления и переносим аналог на остальные.
Символы, при помощи которых записываются числа, называются цифрами, а их совокупность – алфавитом системы счисления. Количество цифр, составляющих алфавит, называется основанием (размерностью) системы счисления. Число в любой системе счисления состоит из цифр, входящих в алфавит этой системы.
В системе счисления, которой мы пользуемся в повседневной жизни – 10 цифр (от 0 до 9), и поэтому такая система счисления называется десятичной.
Аналогично, если в системе счисления будет две цифры (0 и 1), то она называется двоичной, восемь цифр (от 0 до 7) – восьмеричной и т.д.
Основание алфавита указывается в виде индекса числа, записанного в десятичной системе счисления, например: 10112, 1528, 1А716.
При этом основание десятичной системы счисления можно не указывать (будем использовать то, что всем нам привычно — «по умолчанию»).
Обратим внимание, что
-
наименьшей цифрой в алфавите любой системе счисления является ноль, а наибольшая цифра всегда на единицу меньше основания
Системы счисления бывают двух видов — позиционные и непозиционные.
Система счисления называется позиционной, если количественный эквивалент цифры зависит от ее положения (позиции) в записи числа.
Например, запишем одинаковыми цифрами несколько разных чисел:
1234 = 1 тысяча + 2 сотни + 3 десятка + 1 единица
3124 = 3 тысячи + 1 сотня + 2 десятка + 4 единицы
4321 = 4 тысячи + 3 сотни + 2 десятка +1 единица.
Таким образом, числа, составленные из одних и тех же цифр, но стоящих в числах на разных позициях, имеют различные значения (математический вес).
Как и в привычной нам десятичной, так и в любой другой позиционной системе счисления значение числа образуется суммой результатов умножения цифр на «веса» (степени основания) соответствующих разрядов.
Например,
3948 = 3*1000+9*100+4*10+8*1 = 3*103+9*102+4*101+8*100
10112 = 1*23+0*22+1*21+1*20 или 10112 = 1*20+1*21+0*22+1*23
(далее будем пользоваться последней приведенной в примере формой записи, чтобы не делать лишних действий и не нумеровать степени двойки слева направо для их правильного использования).
При этом форма записи числа в виде 3948 называется свернутой, а в виде 3*103+9*102+4*101+8*100 – развернутой формой записи числа.
Примером непозиционных систем могут служить древнеегипетская, древнеславянская или римская система счисления.
Самым ярким примером непозиционной системы счисления является известная всем римская система счисления, в которой каждый символ обозначает всегда одно и тоже число независимо от его позиции в числе. Так в римской системе счисления из двух цифр X — десять и I — один можно составить числа: XI (одиннадцать), IX (девять), XIX (девятнадцать) или другие, но во всех них значения цифр в зависимости от занимаемых позиций не меняются, а значение числа получается разным при смене порядка следования цифр друг за другом.
Будем называть позиционные системы счисления дружественными (родственными), если в основании у них лежит одно и то же число, но в разных степенях. При этом «дружат» они через систему счисления с основанием в первой степени.
Например, двоичная, четверичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления «дружат» через двоичную, т.к. в основании у них лежит число 2, но в разных степенях:
2=21, 4=22, 8=23, 16=24
Будем считать, что десятичная система счисления не дружит ни с какой другой, так как ближайшая к ней система счисления с основанием 100 в практических вычислениях нам не встречается.
Правила перевода между различными системами счисления делятся на две группы – перевод между дружественными и недружественными системами.
Перевод между недружественными системами счисления всегда выполняется через десятичную систему следующим образом:
-
из десятичной системы счисления в любую – делением исходного числа на основание системы счисления, в которую переводим; при этом остатки от деления и последнее частное должны быть меньше этого основания. Частное и остатки от деления собираются справа налево.
-
из любой системы счисления в десятичную — умножением цифр на «веса» (степени основания) соответствующих разрядов и все полученные значения складываются.
Например, переведем десятичное число 25 в двоичную систему счисления (рис.1):
Тогда 2510 = 110012
и обратно 110012 = 1*20+0*21+0*22+1*23+1*24
2510 = 2213
и обратно 2213 = 1*30+2*31+2*32
2510 = 416 и обратно 416 = 1*60+4*61
Для быстрого и точного перевода между дружественными (причем только между ними!) двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системами счисления построим таблицу соответствия десятичных, восьмеричных и шестнадцатеричных чисел двоичным, и назовем эту таблицу таблицей «дружбы» (рис.2). Левая часть этой таблицы включает цифры восьмеричной системы счисления, а правая дополняет ее для всех цифр шестнадцатеричной системы счисления.
Рис. 2
Заметим, что так как каждая цифра в любой системе счисления занимает только одну позицию (один разряд числа), то в шестнадцатеричной системе счисления для записи цифр со значением больше 9 (10, 11 и т.д. здесь – это цифры!) используют латинские заглавные буквы от A до F .
Данная таблица разделена двойными линиями в местах условного ее разделения на дружественные системы счисления (двоичную, четверичную, восьмеричную и шестнадцатеричную).
Обратите внимание, что длина чисел в двоичной системе счисления зависит от степени двойки в основании дружественной системы счисления:
-
т.к. 8=23, то при переводе из восьмеричной системы счисления в двоичную мы записываем каждое двоичное число тремя разрядами (триадами);
-
т.к. 16=24, то при переводе из восьмеричной системы счисления в двоичную мы записываем каждое двоичное число четырьмя разрядами (тетрадами);
Именно это позволяет легко осуществлять перевод между дружественными системами счисления, записывая каждую цифру исходного числа соответствующей ему в таблице двоичной цифрой с учетом того, чтобы длина двоичной цифры при этом строго соответствовала степени двойки основания исходной системы счисления:
-
8=23, то меняем одну восьмеричную цифру на три двоичные — триады,
-
16 = 24, тогда меняем каждую шестнадцатеричную цифру на четыре двоичные — тетрады,
дополняя их при необходимости до нужной длины незначащими нулями слева (добавление нулей справа от исходного числа является результатом умножения числа на 10, 100 и т.д., т.е. изменяет исходное число).
Например,
1528 = 001 101 0102 = 1 101 0102
(при этом первые два нуля не указываются, т.к. они незначащие), а
15216 = 0001 0101 00102 = 1 0101 00102
(при этом первые три нуля также не указываются).
Выполним перевод из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно через двоичную систему счисления.
Перегруппировка двоичных разрядов по четыре и по три во второй части выражений выполняется справа налево по количеству разрядов в степени результирующей системы счисления, а дальнейшая запись числа – как обычно, слева направо.
Например,
1528 = 1 101 0102 = 110 10102 = 6А16
15216 = 1 0101 00102 = 101 010 0102 = 5228
Теперь обратим внимание еще на несколько закономерностей, которые можно заметить в вышеприведенной таблице «дружбы» и аналогичных ей таблицах других систем счисления, в том числе и десятичной.
Закономерность № 1
-
Любое основание в своей системе счисления выглядит как 10, т.е.
N10 = 10n
(210=102 – посмотрите в таблице, 810=108, 1610=1016 и т.д.).
Закономерность № 2.
-
Степень любого основания в своей системе счисления выглядит как единица и количество нулей, равных степени, т.е.
(посмотрите в таблице: 4=22=1002, 8=23 =10002, тогда 16=24=100002).
Закономерность № 3.
-
Число, стоящее перед k-й степенью основания, в своей системе счисления выглядит как последовательность из k самых больших цифр этой системы счисления, т.е.
(посмотрите в таблице: 3=22 – 1=112, 7=23 — 1=1112, тогда 15=24-1=11112).
Закономерность № 4.
-
Длина числа при переводе десятичного числа в любую систему счисления легко определяется по формуле:
где Ch – исходное число,
L — длина после перевода в систему счисления с основанием N.
(например: 22 ≤ 5 23, тогда при переводе в двоичную систему счисления длина числа будет равна 3, посмотрите в таблице: 5=1012;
23 ≤ 13 24, тогда при переводе в двоичную систему счисления длина числа будет равна 3, посмотрите в таблице: 13=10112).
Если закономерности 1, 2 и 3 применяются для быстрого и точного перевода чисел между системами счисления, то закономерность 4 удобно использовать для первичной проверки правильности перевода чисел из десятичной системы счисления в любую другую, что позволит сэкономить время на проверке результата перевода и даст возможность избежать ошибок).
Но использование закономерностей дает нам еще ряд преимуществ!
Так, помня о нашем принципе быстрых и точных вычислений и в соответствии с закономерностями 1 и 3, рекомендуется выполнять перевод из десятичной системы счисления в двоичную разложением числа на степени двойки следующим образом. Вычитаем из числа степень двойки, которая меньше числа, но максимально приближенную к нему, Затем с остатком проделываем те же действия до тех пор, пока не разложим все число на степени двойки.
Например:
25 = 16 + 8 + 1 = 24 + 23 + 20
(25 – 16 = 9 ; 9 = 8 + 1)
После этого, заменяем присутствующие степени двойки единицами (в соответствии с закономерностью 2), а пропущенные – нулями в порядке следования степеней, получая двоичную запись числа:
25 = 16 + 8 + 1 = 24 + 23 + 20 = 110012
(отсутствующие вторую и первую степени двойки заменяем нулями).
На чем еще можно сэкономить время и избежать ошибок?
Например, для перевода большого двоичного числа в десятичную систему счисления можно использовать в качестве промежуточной восьмеричную или шестнадцатеричную системы счисления:
1100111012 = 110 011 1012 = 6358 = 5*80+3*81+6*82 = 5 + 24 + 384 = 413
1100111012 = 1 1001 11012 = 19D16= 13*160+9*161+1*162 = 13 + 144 + 256 = 413
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Решим несколько задач по этой теме с использованием изложенных выше закономерностей.
Примечание. Так как любое число в нулевой степени равно единице, а любое число в первой степени равно самому числу, то при решении задач можно не писать степень в разряде единиц и десятков.
1. Переведите двоичное число 1110101 в десятичную систему счисления.
Решение:
11101012= 1 110 1012 = 1658 = 5+6*81+1*82 =5+48+64=117
Или:
11101012= 111 01012 = 7516 = 5+7*161=5+112=117
Ответ: 117
2. Переведите двоичное число 1100011 в десятичную систему счисления.
Решение:
11000112 = 110 00112 = 7316 = 3+6*161=3+96=99
Ответ: 99
3. Переведите число 135 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления. Сколько единиц содержит полученное число? В ответе укажите одно число — количество единиц.
Решение:
135 = 128+4+2+1= 27 + 22 + 21 + 20
Ответ: 4
Заметим, что этот ответ получен без окончательного перевода числа в двоичную систему счисления, достаточно посчитать количество двоек в степенях. Это позволило сэкономить время решения задачи и избежать возможных ошибок при дальнейшей записи.
4. Переведите число 125 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления. Сколько единиц содержит полученное число? В ответе укажите одно число — количество единиц.
Решение:
125 = 127 – 2 = 11111112 -102 = 11111012
Ответ: 6
5. Переведите число FE из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную систему счисления.
Решение:
FE16 = 1111 11102 (используем запись тетрадами из таблицы «дружбы»).
Ответ: 11111110
6. Переведите число 143 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления. Сколько значащих нулей содержит полученное число? В ответе укажите одно число — количество нулей.
Решение:
143 = 128+8+4+2+1 = 27 + 23 + 22 + 21 + 20,
то пропущены всего три (6, 5 и 4 степени двойки, которые при записи двоичного числа заполняются нулями.
Ответ: 3
7. Переведите число 305 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления. Сколько единиц содержит полученное число? В ответе укажите одно число — количество единиц.
Решение:
305 = 256 + 32 + 16 + 1
(305-256=49, 49 — 32=17=16+1)
(т.к. в сложении участвуют всего 4 степени двойки, то результат будет содержать всего 4 единицы. Степени можно даже не писать)
Ответ: 4
8. Вычислите: 101010102 – 2528 + 716. Ответ запишите в десятичной системе счисления.
Решение: Для решения задач такого типа нужно сначала перевести все числа в одну систему счисления, а уже потом выполнять действия между ними.
Переведем первое число в восьмеричную систему счисления:
101010102 = 2528
Тогда получаем выражение: 2528 – 2528 + 716 = 716 = 710
Ответ: 7
9. Вычислите значение выражения B916 − 2718. В ответе запишите вычисленное значение в десятичной системе счисления.
Решение: Переведем первое число в восьмеричную систему счисления:
В916 = 1011 10012 = 10 111 0012 = 2718. Тогда 2718 — 2718 = 0.
Ответ: 0
10. Вычислите значение выражения EB16 − 3528. Ответ запишите в десятичной системе счисления.
Решение: Переведем первое число в восьмеричную систему счисления:
EB16= 111010112= 3528
Тогда разница между двумя исходными числами равна 1.
Ответ: 1
11. Укажите наименьшее четырёхзначное восьмеричное число, двоичная запись которого содержит 5 единиц. В ответе запишите только само восьмеричное число, основание системы счисления указывать не нужно.
Решение: Наименьшее двоичное число, содержащее 5 единиц, равно 111112.
Но чтобы восьмеричное число было четырехзначным нужно, чтобы оно состояло из 4 триад (из 12 цифр). При этом первой цифрой двоичного числа обязательно должна быть 1 (два незначащих нуля в начале можно не писать), а остальные единицы будут занимать последние разряды числа. Тогда получаем:
001 000 001 1112 = 10178
Ответ: 1017
12. Найдите значение выражения 1116 + 118 : 112. Ответ запишите в двоичной системе счисления.
Решение: В таких задачах, где нужно выполнять быстро и без ошибок вычисления в различных системах счисления, а результат требуется получить в десятичной, то и решение быстрее и проще выполнить в десятичной системе счисления. Поэтому переводим туда все исходные числа и считаем:
1116 = 16+1 = 17
118 = 8+1 = 9
112 = 2+1 = 3
Тогда 17 + 9 : 3 = 20
20 = 16 + 4 = 24 + 22 = 101002
Ответ: 10100
13. Даны 4 целых числа, записанные в двоичной системе:
10001011, 10111000, 10011011, 10110100.
Сколько среди них чисел, больших, чем A416+208?
Решение: Для выполнения действий над числами, представленными в разных системах счисления, нужно сначала перевести их в наиболее удобную для вас систему счисления, и только потом решать задачу. Для меня наиболее удобной является восьмеричная система счисления:
100010112 = 2138, 101110002 = 5608, 100110112 = 2338, 101101002 = 2468
A416 = 101001002 = 2448, и 2448+208=2648.
Тогда из предложенных чисел подходит только второе число.
Ответ: 1
14. Запись числа 6910 в системе счисления с основанием N оканчивается на 1 и содержит 4 цифры. Чему равно основание этой системы счисления N?
Решение: Для решения этой задачи используем две закономерности.
Во-первых, последней цифрой числа при переводе из одной системы счисления в другую всегда является первый остаток от деления числа на основание системы счисления, куда переводим. Тогда искомое основание N должно быть кратно 68 (69=х*N+1, то х*N=68): 2, 4, 7 и т.д. Во-вторых, по закономерности 4, получаем N3 ≤ 69 4.
Тогда при выполнении этих условий искомое число N будет равно 4.
Ответ: 4
15. В системе счисления с основанием N запись числа 4110 оканчивается на 2, а запись числа 13110 — на 1. Чему равно число N?
Решение: Т.к. в остатках чисел у нас есть цифры 2 и 1, то N ≤3. При этом N нужно найти число, кратное числам 39 и 130. Следовательно, N = 13.
Ответ: 13
16. В какой системе счисления выполняется равенство 12 · 13 = 211? В ответе укажите число – основание системы счисления.
Решение: При переводе числа 211N в десятичную систему счисления получаем уравнение:
211N = 2*N3 + 1*N +1
Для перевода множителей 12 и 13 в десятичную систему счисления вспомним закономерность 1. Тогда 12N = N+2, 13N = N+3.
Следовательно, получаем уравнение:
(N+2)(N+3) = 2*N2 + N +1
Корнями данного уравнения являются 5 и -1. Но т.к. основание системы счисления является натуральным числом, то N = 5.
Ответ: 5
17. Укажите наименьшее основание системы счисления, в которой запись числа 50 трехзначна.
Решение: По закономерности 4 получаем N2 ≤ 50 3.
Следовательно, нам нужно найти наименьшее число, куб которого больше 50.
Ответ: 4