Détermination des deux derniers chiffres

Pour déterminer les deux derniers chiffres de $ N = 7^{7^{7^{7^{7^{7^7}}}}} $, il faut évaluer $N \pmod{100}$.
Posons $N = 7^m$ avec l'exposant $m = 7^{7^{7^{7^{7^7}}}}$.
  • Étape 1 : Périodicité modulo 100
    Puisque $ \text{pgcd}(7, 100) = 1 $, le théorème d'Euler nous donne : \[ 7^{\varphi(100)} \equiv 1 \pmod{100} \] Avec $\varphi(100) = 40$. Cependant, une vérification directe montre une période plus courte : \[ 7^4 = 2401 \equiv 1 \pmod{100} \]

  • Étape 2 : Réduction de l'exposant $m$ modulo 4
    L'exposant est $m = 7^{m'}$ (où $ m' $ est une tour de puissances de 7, donc un entier impair).
    On évalue $m \pmod 4$ : \[ 7 \equiv -1 \pmod 4 \] \[ m = 7^{m'} \equiv (-1)^{m'} \pmod 4 \] Comme $ m' $ est impair : \[ m \equiv -1 \equiv 3 \pmod 4 \] Il existe donc un entier $n$ tel que $m = 4n + 3$.

  • Étape 3 : Calcul final modulo 100
    On remplace $m$ dans l'expression initiale de $N$ : \[ N = 7^{4n+3} = (7^4)^n \times 7^3 \] Puisque $7^4 \equiv 1 \pmod{100}$ : \[ N \equiv 1^n \times 343 \pmod{100} \] \[ N \equiv 343 \equiv 43 \pmod{100} \]

Les deux derniers chiffres de $7^{7^{7^{7^{7^{7^7}}}}}$ sont donc bien 43.