Чтобы определить количество значащих нулей в двоичной записи числа ( 4^{16} + 2^{36} - 16 ), нам сначала нужно преобразовать это выражение и записать его в двоичной форме.
Шаг 1: Преобразуем выражение
( 4^{16} ):
[ 4 = 2^2 ]
[ 4^{16} = (2^2)^{16} = 2^{32} ]
( 2^{36} ) уже в нужной нам форме.
( 16 ):
[ 16 = 2^4 ]
Таким образом, наше выражение становится:
[ 4^{16} + 2^{36} - 16 = 2^{32} + 2^{36} - 2^4 ]
Шаг 2: Запишем числа в двоичной форме
( 2^{32} ) в двоичной записи:
[ 2^{32} = 1 \underbrace{000 \ldots 0}_{32 \text{ нулей}} ]
( 2^{36} ) в двоичной записи:
[ 2^{36} = 1 \underbrace{000 \ldots 0}_{36 \text{ нулей}} ]
( 2^4 ) в двоичной записи:
[ 2^4 = 10000 ]
Шаг 3: Сложим и вычтем числа
Для ясности, запишем все числа с одинаковой длиной — 37 бит (максимальная длина среди данных чисел):
( 2^{32} ) в 37-битной форме:
[ 2^{32} = 0000\underbrace{1 0000 \ldots 0}_{32 \text{ нулей}} ]
( 2^{36} ) в 37-битной форме:
[ 2^{36} = 1\underbrace{000 \ldots 0}_{36 \text{ нулей}} ]
( 2^4 ) в 37-битной форме:
[ 2^4 = 0000 \underbrace{0000 \ldots 0}_{32 \text{ нулей}} 10000 ]
Теперь сложим ( 2^{32} ) и ( 2^{36} ):
[
\begin{array}{c}
000010000000000000000000000000000000 \
+100000000000000000000000000000000000 \
\hline
100010000000000000000000000000000000 \
\end{array}
]
Из результата вычтем ( 2^4 ):
[
\begin{array}{c}
100010000000000000000000000000000000 \
-0000000000000000000000000000000010000 \
\hline
1000011111111111111111111111111110000 \
\end{array}
]
Шаг 4: Подсчёт значащих нулей
Теперь у нас есть результат в двоичной форме:
[ 1000011111111111111111111111111110000 ]
Значащими нулями будем считать те, которые находятся между первыми и последними единицами:
В данном числе:
- Первая единица находится на 37-й позиции слева (считая от 1).
- Последняя единица находится на 4-й позиции слева (считая от 1).
Между ними находятся 32 бита, из которых все биты, кроме одной единицы на 32-й позиции, являются нулями.
Таким образом, количество значащих нулей:
[ 32 - 1 = 31 ]
Таким образом, в двоичной записи числа ( 4^{16} + 2^{36} - 16 ) содержится 31 значащий ноль.