Bagi siswa/siswi SMA yang ikut seleksi babak penyisihan OMITS minggu kemarin pasti tahu maksud dari judul di atas. Ya, posting kali ini memang terinspirasi dari soal nomor satu penyisihan OMITS 2015. Bagi yang tidak tahu ini soalnya

What is the last three non zero digit of $2015!$

Saya pribadi berpendapat bahwa soal ini lumayan sadis. Bukan hanya karena tergolong susah, akan tetapi posisinya yang ada di nomor satu dengan tingkat kesulitan tinggi yang membuatnya jadi perhatiannya. Karena kalau hanya menggunakan parameter susah saja maka masih banyak soal lain yang jauh lebih sadis.Lalu bagaimana cara menyelesaikan soal di atas? Jika Anda juga penasaran, mari kita bahas bersama. Namun, saya minta maaf sebelumnya, karena penyelesaian yang akan saya sampaikan cukup panjang dan jauh dari kata elegan.

Untuk memulai menjawab soal ini terlebih dahulu kita cari banyaknya digit $0$(nol) pada bagian akhir bilangan $2015!$. Tentunya bukan hal yang susah. Ini sudah tergolong mainstream. Banyaknya digit $0$ ada\begin{equation*}
\left\lfloor\frac{2015}{5}\right\rfloor+\left\lfloor\frac{2015}{5^2}\right\rfloor+\left\lfloor\frac{2015}{5^3}\right\rfloor+\left\lfloor\frac{2015}{5^4}\right\rfloor=403+80+16+3=502
\end{equation*}
Selanjutnya misalkan $N=\dfrac{2015!}{10^{502}}$. Maka pertanyaan pada soal meminta kita untuk mencari nilai dari $N\text{ mod }1000$. Agar pekerjaan lebih mudah, untuk mencari nilai dari $N\text{ mod }1000$ dapat kita pecah terlebih dahulu  menjadi dua kasus yaitu mencari $N\text{ mod }8$ dan $N\text{ mod }125$.

Untuk kasus mencari nilai dari $N\text{ mod }8$ bukan hal yang sulit sebab $N$ habis dibagi $8$. Oleh karena itu, $N\equiv 0\text{ mod }8$. Bagian tersulitnya adalah mencari nilai dari $N\text{ mod }125$. Untuk keperluan ini, terlebih dahulu perhatikan hal berikut : untuk sebarang bilangan asli $k$ maka
\begin{align*}
(5k+1)(5k+2)(5k+3)(5k+4)&=(25k^2+25+4)(25k^2+25+6)\\
&=625(k^2+k)^2+250(k^2+k)+24\\
&\equiv 24\text{ mod }125
\end{align*}
Kemudian misalkan $T=\dfrac{2015!}{5^{502}}$. Kelompokkan perkalian bilangan pada $T$ menjadi empat-empat dan gunakan fakta yang kita miliki di atas. Sebagai ilustrasi saya berikan contoh cara pengelompokan untuk bilangan yang lebih kecil. Semoga dengan demikian akan lebih mudah dimengerti
\begin{align*}
\frac{20!}{5^4}&=(1\cdot2\cdot3\cdot4)\cdot1\cdot(6\cdot7\cdot8\cdot9)\cdot2\cdot(11\cdot12\cdot13\cdot14)\cdot3\cdot(16\cdot17\cdot18\cdot19)\cdot4\\
&\equiv 24\cdot24\cdot24\cdot24\cdot24\text{ mod }125
\end{align*}
Nah, akhirnya dengan cara pengelompokan yang sama akan kita dapatkan
\begin{align*}
T&\equiv 24^{502}\cdot1\cdot2\cdot3\cdot16\cdot401\cdot402\cdot403\text{ mod }125\\
&\equiv 24^{502}\cdot(-24)\text{ mod }125\\
&\equiv -(24)^{503}\text{ mod }125
\end{align*}
Namun dari Teorema Euler kita peroleh $24^{100}\equiv 1\text{ mod }125$. Akibatnya
\begin{equation*}
T\equiv-24^3\equiv 51\text{ mod }125
\end{equation*}
Perhatikan juga bahwa $2^{502}\equiv 4\text{ mod }125$. Dari sini kita peroleh
\begin{align*}
N&=\frac{T}{2^{502}}\\
&\equiv\frac{51}{4}\text{ mod }125\\
&\equiv\frac{176}{4}\text{ mod }125\\
&\equiv 44\text{ mod }125
\end{align*}
Akhirnya ketemu juga, $N\equiv44\text{ mod }125$.

Pada akhirnya kita memiliki dua persamaan kongruensi yaitu
\begin{align*}
N&\equiv0\text{ mod }8\\
N&\equiv44\text{ mod }125
\end{align*}
Dan untuk mencari solusinya tidaklah susah. Misalkan $N=8k$, diperoleh
\begin{align*}
8k&\equiv44\text{ mod }125\\
2k&\equiv11\text{ mod }125\\
k&\equiv68\text{ mod }125
\end{align*}
dengan kata lain $k=125m+68$ sehingga $N=8(125m+68)=1000m+544$.

Huftt, akhirnya dapat juga $N\equiv544\text{ mod }1000$, dan problem kita telah terpecahkan.