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抽屉原理(中)

抽屉原理(中)
抽屉原理(中)

一、抽屉原理

美国一家杂志上曾刊登这样一副漫画:三只鸽子同时往两个鸽笼里飞。这是一副含义深刻的漫画,它有趣的揭示了抽屉原理:三只鸽子同时飞进两个鸽笼里,则一定有一只鸽笼里至少飞进两只鸽子。抽屉原理俗称鸽笼原理,最先是由19世纪的德国数学家狄利克雷(P.G.Dirichlet 1805--1859)运用于解决数学问题的,所以抽屉原理又叫狄利克雷原理。

1.抽屉原理

(1)第一抽屉原理

设有m 个元素分属于n 个集合(其两两的交集可以非空),且m kn >(m n k ,,均为正整数),则必有一个集合中至少有1k +个元素。 (2)第二抽屉原理

设有m 个元素分属于n 个两两不相交的集合,且m kn <(m n k ,,均为正整数),则必有一个集合中至多有1k -个元素。 (3)无限的抽屉原理

设有无穷多个元素分属于n 个集合,则必有一个集合中含有无穷多个元素。

2.平均值原理

设12n a a a ∈R ,,

,,且 ()12121

||n n n A a a a G a a a n

=

+++ , 则12n a a a ,

,,中必有一个不大于A ,亦必有一个不小于A ;12||||||n a a a ,,,中必有一个不大于G ,亦有一个不小于G 。

3.面积重叠原理

n 个平面图形12n A A A ,,

,的面积分别为12n S S S ,,,,将它们以任意方式放入一个面积为S 的平面图形A 内。

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抽屉原理与极端原理

(1)若12n S S S S +++> ,则存在1i j n <≤≤,使图形i A 与j A 有公共内点;

(2)若12n S S S S +++< , 则A 存在一点,不属于图形12n A A A ,,,中的任意一个。 以上命题用反证法很容易证明,大家可以自行完成。

一般来说,适合应用抽屉原理解决的数学问题具有如下特征:新给的元素具有任意性.如1n +个苹果放入n 个抽屉,可以随意地一个抽屉放几个,也可以让抽屉空着. 问题的结论是存在性命题,题目中常含有“至少有……”、“一定有……”、“不少于……”、“存在……”、“必然有……”等词语,其结论只要存在,不必确定,即不需要知道第几个抽屉放多少个苹果. 对一个具体的可以应用抽屉原理解决的数学问题还应搞清三个问题: (1)什么是“苹果”? (2)什么是“抽屉”? (3)苹果、抽屉各多少? 用抽屉原理解题的本质是把所要讨论的问题利用抽屉原理缩小范围,使之在一个特定的小范围内考虑问题,从而使问题变得简单明确. 用抽屉原理解题的基本思想是根据问题的自身特点和本质,弄清对哪些元素进行分类,找出分类的规律.关键是构造适合的抽屉,抽屉之间可以有公共部分,亦可以没有公共部分。一般说来,数的奇偶性、剩余类、数的分组、染色、线段与平面图形的划分等,都可作为构造抽屉的依据。这一简单的思维方式在解题过程中却可以演变出很多奇妙的变化和颇具匠心的运用。抽屉原理常常结合几何、整除、数列和染色等问题出现,从小学奥数、中学奥数、IMO 到Putnam 都可以见到它的身影。实际应用中,抽屉原理常常与反证法结合在一起。

二、极端原理

让我们先看一个有趣的放硬币游戏.

两人相继轮流往一张圆桌上平放一枚同样大小的硬币,条件是后放的硬币不能压在先放的硬币上,直到桌子上再也放不下一枚硬币为止。谁放入了最后一枚硬币谁获胜。问:先放的人有没有必定取胜的策略?

这是一个古老而值得深思的难题.当有人向一位确有才能的数学家提出这个难题时,引出了如下一段意味深长的对话:

数学家:这有什么难?如果圆桌小到只能容纳一枚硬币,那么先放的人当然能够取胜。 提问者:这还用你讲?简直废话!

数学家:不!这是一个很重要的特殊情况,它的解决将导致一般问题的解决. 提问者:怎么解决?

数学家:我先将第一枚硬币放在桌子的中心,利用圆桌的对称性,我就可以获胜.不管是圆桌还是方桌,也不管是桌子有多大,只要有一个对称中心就行.

数学家独具慧眼,能从一般性问题中一下子找到一个极易求解的极端情形,并能将极端情形下的解法推向一般,轻而易举地解决了上述难题,而且还作了推广.

这位数学家大概是这样思考的:

一般性的问题比较复杂,先将其极端化,注意到所放硬币总数1n ≥,取其极端情形1n =即假设桌子小到只能放下一枚硬币,得出特殊问题的解,即先占中心者为胜.然后根据圆桌的对称性,先放者把硬币放在中心位置O ,若后放者把硬币放在C 处,则先放者把硬币放在中心位置O 的对称点'C 处,这样只要后放者能放下硬币,先放者总能根据对称性,放下硬币,最后获胜.

这种思考问题的方法称为极端原理.

有时,我们只要抓住研究对象中某些具有极端性质的事物或它们所具有的特殊性质即可达到解决问题的目的。这样一种思想方法常称为极端原理.在数学竞赛中应用较多.

从问题的极端情况考虑,对于数值问题来说,就是指取它的最大或最小值;对于一个动点来说,指的是线段的端点,三角形的顶点等等。极端化的假设实际上也为题目增加了一个条件,求解也就会变得容易得多。

所谓极端原理指的是直接抓住全体对象中的极端情形或它们所具有的某种极端性质加以研究、解决问题的思想方法.

【例 1】 在一个礼堂中有99名学生,如果他们中的每个人都与其中的66人相识,那么可能出现这种情

况:他们中的任何4人中都一定有2人不相识(假定相识是互相的)。

【解析】 注意到题中的说法“可能出现……”,说明题的结论并非是条件的必然结果,而仅仅是一种可

能性,因此只需要设法构造出一种情况使之出现题目中所说的结论即可。 将礼堂中的99人记为1a ,2a ,…,99a ,将99人分为3组:

()()()1233343566676899a a a a a a a a a ,,,,,,,,,,

,,将3组学生作为3个抽屉,分别记为A ,B ,C ,并约定A 中的学生所认识的66人只在B ,C 中,同时,B ,C 中的学生所认

识的66人也只在A ,C 和A ,B 中。如果出现这种局面,那么题目中所说情况就可能出现。 因为礼堂中任意4人可看做4个苹果,放入A ,B ,C 三个抽屉中,必有2人在同一抽屉, 即必有2人来自同一组,那么他们认识的人只在另2组中,因此他们两人不相识。

点评:这种类型的构造通常都是用分组的语言来描述的,此题的99和66是很大的提示

【例 2】 已知正整数01n a a a ,

,,,满足0122n a a a a n <<<<< .证明:一定可以从中选出3个不同的数,使得其中两数之和等于第三数。

【解析】 由于01212n a a a a n <<<<<< ①

12012n n n n n a a a a a a n ---<-<-<≤ ②

从而21n +个数

012120n n n n n n a a a a a a a a a a ----- ,,,,,,,,,

分属于21n -个集合

{1}, {2},…, {2n-1},

根据抽屉原理,存在01i j n -≤,≤,使得n i j a a a -=. (1)若i j ≠,则n i j a a a =+,原命题成立;

(2)若i j =,即2n i a a =,则对于k i ≠,0k n ≤≤,有2n k a a ≠, 从而2n 个数

01211120i i n n n n n n a a a a a a a a a a a a -+----- ,,,,,,,,,,,

分属于2n-1个集合

{1}, {2},…, {2n-1},

据抽屉原理,存在01i j n ''≠-≤≤,使得n i j a a a ''-=,即n i j a a a ''=+,于是原命题成立 综上所述,命题成立。

【点评】 欲在01n a a a ,,,中找到不同的三个数,使得其中两数之和等于第三数,首先构造抽屉及足

够数量的数,在注意到特殊情况。根据需要两次应用抽屉原理是解答要点。其中(2)是在加

强条件以后再次应用抽屉原理,值得我们研究。

【例 3】 在圆周上放着100个筹码,其中有41个红的和59个蓝的。那么总可以找到两个红筹码,在

它们之间刚好放有19个筹码,为什么?

【解析】 此题需要研究“红筹码”的放臵情况,因而涉及到“苹果”的具体放臵方法,由此我们可以在构

造抽屉时,使每个抽屉中的相邻“苹果”之间有19个筹码。 依顺时针方向将筹码依次编上号码:1,2,…,100。 然后依照以下规律将100个筹码分为20组:

(1,21,41,61,81);(2,22,42,62,82);……(20,40,60,80,100)。 将41个红筹码看做苹果,放入以上20个抽屉中,因为412201=?+,

所以至少有一个抽屉中有213+=(个)苹果,也就是说必有一组5个筹码中有3个红色筹码,而每组的5个筹码在圆周上可看做两两等距,且每2个相邻筹码之间都有19个筹码,那么3个红色筹码中必有2个相邻(这将在下一段利用第二抽屉原理证明),即有2个红色筹码之间有19个筹码。 上述疑问,现改述如下:在圆周上放有5个筹码,其中有3个是同色的,那么这3个同色的筹码必有2个相邻。 将这个问题加以转化:

如图,将同色的3个筹码A B C ,,臵于圆周上,看是否能用另外2个筹码将其隔开。

将同色的3个筹码放臵在圆周上,将每2个筹码之间的间隔看做抽屉,将其余2个筹码看做苹果,将2个苹果放入3个抽屉中,则必有1个抽屉中没有苹果,即有2个同色筹码之间没有其它筹码,那么这2个筹码必相邻。

【例 4】 在一个面积为2025?的长方形内任意放进120个面积为11?的正方形,证明:在这个长方形

内一定还可以放下一个直径为1的圆,它和这120个正方形的任何一个都不相重叠.

【解析】 要使直径为1的圆完全放在一个矩形里,它的圆心应与矩形任何一条边的距离不小于1

2

,这

可从20×25的长方形ABCD 的每一边剪去一个宽为

1

2

的长条,则余下的长方形''''A B C D 的面积为1924456?=(如图a ).这样,任意放进长方形ABCD 内的直径为1的圆心都在长方形C

''''A B C D 中,此外,圆心应与任何一个正方形的边界的距离也大于

1

2

,即在任何一个小正方形以外加上

1

2

的框[如图b )所得图形的面积是 1ππ143244

+?+=+

.

用这样的120个图形互不相交地去覆盖长方形''''A B C D ,它们的总面积等于).4

3(120π

+

?

但是 π120(3)4

?+.4562.15304

2

.312120=?=+?

< 这说明用这样的120图形不能覆盖一个面积为456的长方形,从而可以在长方形ABCD 内放臵一个直径为1的圆,它不与所有的小正方形中的任何一个重叠.

【点评】 常规题型 最常见的做法,把圆心不能存在的地方全部描述出来。

【例 5】 证明:任何四面体中,一定有一个顶点,由它出发的三条棱可以

构成一个三角形. 【解析】 如图,组成四面体的六条棱中总存在最长棱,不妨设为AB ,

则AD BD AB AC BC AB +>+>,,有 ()()2.

AC AD BC BD AB +++>

从而AC AD AB +>与BC BD BA +>二式中必有一式成立, 即顶点A 与顶点B 中至少有一点为所求.

【例 6】 晚会上(2)n n ≥对男女青年双双起舞,设任何一个男青年都未与全部女青年跳过舞,而每个女

青年至少与一个男青年跳过.求证:必有两男12b b ,

及两12g g ,,使得1b 与1g ,2b 与2g 跳过舞而1b 与2g ,2b 与1g 均未跳过.

【解析】 证法1

记与之跳过舞的女青年数最多的男青年之一为1b ,因1b 未与全部女青年跳过,故可找到女青

年2g 未与1b 跳过.因2g 至少与一个男青年跳过舞,故存在2b (1b ≠)与2g 跳过.如果凡事与1b 跳过舞的女青年都与2b 跳过,则与2b 跳过舞的女青年数至少比1b 大1,这不可能.故在与1b 跳过舞的女青年中至少有一个未与2b 跳过,记其中之一为1g ,则这样选取的1b 、2b 、1g 、2g 满足要求. 证法2

记与之跳过舞的男青年数最少的女青年之一为1g ,因1g 至少与一个男青年跳过舞故可取1b 与1g 跳过.因1b 未与全部女青年跳过舞,故又可选取2g 未与1b 跳过.如果凡与2g 跳过舞的男青年

D

C

B

A

均与1g 跳过,则与1g 跳过舞的男青年数至少比2g 大1,这与1g 的选法矛盾.故可选取2b 与2g 跳过但未与1g 跳过.

【点评】 从上面几例可以看出,对于某些问题,只要我们把握问题的内在逻辑联系,适当地抓住研究对象的某些极端性质,就会使我们摆脱繁复杂乱的处境处于极有利的地位,一下子击中问题的要害.

【例 7】 在一块平地上有n 个人,每个人到其他人的距离均不相等,每个人手中都有一把水抢,当发

出信号时,每人用水枪击中距离他最近的人. 当n 为奇数时,证明至少有一个人身上是干的. 当n 为偶数时,请问这个结论是否正确?

【解析】 当n 为奇数时,设21()n m m N =-∈,对m 施行数学归纳法.

(i) 当m 1时,n 1,平地上仅有一人,显然他身上是干的,结论成立.

(ii) 假设命题对m 成立.下面考虑1m +时情形,此时21,n m =+这21m +个人中两两之间距离构成一个有限集,其中必有最小数,不妨设,A B 两人间距离最小,先不考虑,A B .对于剩下的21m -人,由归纳假设知其中至少有一人身上是干的.记为C ,再考虑,A B ,由于A B A C A B B C <<,,故依题设知C 的身上仍是干的. 于是1m +时结论仍成立.

综上所述,对n 为奇数,结论成立.

当n 为偶数时结论不正确.事实上,记2.n m m N =∈,

将这2m 个人记为1212m m A A A B B B ,,

,,,,,它们的位臵安排如下:,i i A B 都位于数轴上,i A 在3i 点上,i B 在31i +点上(1,2,,i m = ).这样i A 与i B 相距为1,i A 与i B 必相互击中,无一人身上是干的

【例 8】 已知正整数a 与b ,使得1ab +整除2

2

,a b +求证:22

1

a b ab ++是某个正整数的平方.

【解析】 证法1

22

1

a b k ab +=+ .若k 不是完全平方数,考虑不定方程

22,a kab b k -+=

显然,这个不定方程的解(,)a b 不会使0ab <.

否则,因ab 为整数,有1ab -≥,导致220,a b +≤矛盾.

设(00a b ,

)是①的解中适合00a b >>,且使得a b +最小的解.由对称性知可设00.a b ≥ 固定k 与0b ,把①视为a 的二次方程.显然,它有一根0a ,设它的另一根为a ', 由根与系数的关系可知

002

00,

.

a a k

b a a b k '+=???'=-?? ②

由②知a '为整数,由③又知a '0≠,否则k 为平方数,与反证假设矛盾. 从而0(,)a b '是不定方程①的解,且00b >,故0a '>.于是有

2220000000

11.b k b a a a a a a ---'=≤≤<

可见,0(,)a b '为①的解,且00,0,a b '>>但000.a b a b '+<+矛盾,所以k 必为完全平方数. 证法2 若正整数

22

1

a b k ab +=+

不是完全平方数,考虑方程

22,a b kab k +-= ⑤

其中k 为定数.显然,这个不定方程的解(,)a b 不会使0ab ≤.

设00()a b ,

是⑤的整数解中满足00a b >>,且使a b +最小的解,不妨设00a b ≥.若00a b =, 则

2020

22,1

a k a =

<+

即1k =为平方数,矛盾.故必有00a b >.记00020a sb t s t b =-≥≤<,

,,代入④将得到

222222

0000022

00002.11

b s t b st b t b st b s k s b s b t b s b t +-+-+-==+-+-+ ⑥

可以检验 22002

001 1.1

t b st b s b s b t -+--<<-+ ⑦

因k 与s 都是整数,故由⑥和⑦知k s ,即有

22

000,t b st b s -+-=

解得k s 2

200.1

b t b t ++这说明0(,)t b 也是不定方程⑤的解.若0t =,则2

0k b =为完全平方数,矛盾;若0t >,则000,t b a b +<+此与00(,)a b 的选法矛盾.这就证明了k 必为完全平方数.

习题1. n 个棋手参加象棋比赛,每两个棋手比赛一局。规定胜者得1分,负者得0分,平局各得0.5

分。如果赛后发现任何m 个棋手中都有一个棋手胜了其余1m -个棋手,也有一个棋手输给了其余1m -个棋手,则称此赛况具有性质()P m 。对给定的()4m m ≥,求n 的最小值()f m ,

使得对具有性质()p m 的任何赛况,都有所有n 名棋手的得分各不相同。

【解析】 本题粗看起来比较乱,又是性质又是最小值。我们先需要理清思路。

首先要看()p m 说的是什么,其实()p m 在感觉上就是说,可以存在平局A 平B ,或者循环胜利(即A 胜B ,B 胜C ,C 胜A ),但是这样的A B ,或者A B C ,,必然要处于“中等水平”,以便任意取包含他们的一个m 棋手的集合,都有人胜了他们,也有人败给了他们。

而如果不出现平局,也没有循环胜利,显然可以给所有棋手排一个“序”,使得排序靠前的棋手在对排序靠后的棋手的比赛中,都是获胜的,那么所有棋手的得分当然不相同。 把这个思路反过来想,就是构造反例的思路。 我们将证明()23f m m =-。 先构造一个24m -名棋手的反例。

设这24m -名棋手为21321321C C B B B A A A m m ,,,,,,,,--????, 下面如此构造他们的比赛结果。

(1)A 中的任意一人胜了B 和C 中的所有人。 (2)B 中的任意一人败给了C 中的两个人。 (3)对于i A 和()j A i j <,i A 胜了j A 。 (4)对于)(和j i B B j i <,j i B B 胜了。 (5)21C C 和战成平局。

那么我们可以看的出,21C C 和的得分是完全相同的。

任意取m 位棋手,设他们组成的集合为S 。由于A 和C 一共1m -人,B 和C 也一共1m -人,所以在S 中,必然有A 中的棋手,也有B 中的棋手。

设i 是最小的角标,使得S A i ∈,j 是最大的角标,使得S B j ∈,那么显而易见的有i A 胜了S 中所有其他人,j B 败给了S 中所有其他人,即这24m -名棋手满足性质()P m ,但并不是

所有棋手的得分都不同。

当棋手总人数小于2m-4时,我们可以依次去掉棋手222233B A B A B A m m m m ,,,,??----,这样同上面的证明知性质()P m 依然存在,但是还是有两名棋手的得分相同。直到剩下不足4名棋手,那么()P m 等于没有限制,结论显然不成立。

下面我们将证明,对于任意23n m =-名棋手的具有性质()P m 的任何赛况,都有所有n 名棋手的得分各不相同。

我们假设不然,即存在两名棋手的得分相同,我们下面将先证明,或者存在两名棋手打成平局,或者存在三名棋手循环胜负(即A 胜B ,B 胜C ,C 胜A )。

不妨设没有任何平局出现,且两名得分相同的棋手为A 和B ,其中A 胜了B 。由于A 和B 积分相同,即他们获胜的场次数相同。而A 已经在与B 的比赛中胜了一场,故在与其他2n -名

棋手的对弈中,A胜的场数比B胜的场数少1。这就意味着,必然存在一个人C,他胜了A,但是败给了B,这样我们就找到了三个人A、B、C,A胜B,B胜C,C胜A。

回到原题,我们将证明这n个人不满足性质()

P m。分两种情况讨论:

(1)存在两人打成平局。不妨设是A和B打成平局。将剩下2

n-个人分成三个集合R,S,T。所有赢了A和B的人分入集合R,所有输给了A和B的人分入集合S,剩下的人分入集

合T。因为R S T

,,一共只有25

m-个人,由抽屉原理,R或者S中至少有一个集合有不超过3

m-个人。

如果R不超过3

m-个人,那么取A和B,以及S和T中的一些人,凑够m人,但是这m个

人必然不满足性质()

P m,因为没有人赢了A和B,且A和B打成了平局。

如果S不超过3

m-个人,那么取A和B,以及R和T中的一些人,凑够m人,但是这m个

人必然不满足性质()

P m,因为没有人输给了A和B,且A和B打成了平局。

(2)存在三个人循环胜负,不妨设是A胜B,B胜C,C胜A。将剩下3

n-个人分成三个集合R S T

,,。所有赢了A、B和C的人分入集合R,所有输给了A、B和C的人分入集合S,剩下的人分入集合T。因为R S T

,,一共只有26

m-个人,由抽屉原理,R或者S中至少有一个集合有不超过3

m-个人。

如果R不超过3

m-个人,那么取A、B和C,以及S和T中的一些人,凑够m人,但是这m

个人必然不满足性质()

P m,因为没有人赢了A、B和C,且A、B和C循环胜负。

如果S不超过3

m-个人,那么取A、B和C,以及R和T中的一些人,凑够m人,但是这m

个人必然不满足性质()

P m,因为没有人输给了A、B和C,且A、B和C循环胜负。

综上,假设并不成立,即n的最小值就是23

m-。

【点评】解答此题需要我们抓住最本质的胜负关系进行讨论,方有结果。

习题2.一个车间有一条生产流水线,由5台机器组成,只有每台机器都开动时,这条流水线才能工作。总共有8个工人在这条流水线上工作。在每一个工作日内,这些工人中只有5名到场。

为了保证生产,要对这8名工人进行培训,每人学一种机器的操作方法称为一轮。问:最少

要进行多少轮培训,才能使任意5个工人上班而流水线总能工作?

【解析】20轮。如果培训的总轮数少于20,那么在每一台机器上可进行工作的工人平均数就小于

20

4

5

=,这说明,至少有一台机器至多有3个会操作的工人。如果这3个工人某一天都没有到车间来,那么这台机器就不能开动,整个流水线就不能工作。故培训的总轮数不能少于20。

另一方面,只要进行20轮培训就够了。对3名工人进行全能性培训,训练他们会开动一台机

器;而对其余5名工人,每人只培训一轮,让他们每人能开动一台机器。这个方案实施后,

不论哪5名工人上班,流水线总能工作。

习题3.证明每个凸五边形必有三条对角线,以它们为边可构成三角形. 【解析】如图,设BE为凸五边形A B C D E中最长的对角线.因

B D

C E C

D B

E B

+>+>,故以BD、CE、BE为边可构成一三角形.E C

D

B A

习题4.()3

n n≥个排球队进行循环赛,每两个队之间比赛一次决出胜负.如果比赛结束后发现没有一

个队全胜,证明一定存在三个队A、B、C,使得A胜B,B胜C,C胜A.

【解析】首先考察各队中胜的次数最多的队,不妨设为A.依题设,没有一个队全胜,因而必有C胜A,又在A胜过的队中必有B胜C,(否则C胜过的队数将比A胜过的队数多,导致矛盾),于是

这三个队即为所求.

(完整版)抽屉原理的经典解题思路

抽屉原理的经典解题思路 抽屉原理在公务员考试中的数字运算部分时有出现。抽屉原理是用最朴素的思想解决组合数学问题的一个范例,我们可以从日常工作中的实例来体会抽屉原理的应用。抽屉原理的内容简明朴素,易于接受,它在数学问题中有重要的作用。许多有关存在性的证明都可用它来解决。 先来看抽屉原理的一般叙述: 抽屉原理(1):讲多于n件的物品任意放到n个抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品的件数不少于2。抽屉原理(1)可以进行推广,把无穷多个元素放入有限个集合里,则一定有一个集合里含有无穷多个元素。 抽屉原理(2):将多于件的物品任意放到抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品的件数不少m+1。也可以表述成如下语句:把m个物品任意放入n(n≤m)个抽屉中,则一定有一个抽屉中至多要有k件物品。其中k=〔m/n 〕,这里〔m/n 〕表示不大于m/n的最大整数,即m/n的整数部分。 掌握了抽屉原理解题的步骤就能思路清晰的对一些存在性问题、最小数目问题做出快速准确的解答。一般来讲,首先得分析题意,分清什么是“物品”,什么是“抽屉”,也就是什么作“物品”,什么可作“抽屉”。接着制造抽屉。这个是关键的一步,这一步就是如何设计抽屉。根据题目条件和结论,结合有关的数学知识,抓住最基本的数量关系,设计和确定解决问题所需的抽屉及其个数,为使用抽屉铺平道路。最后运用抽屉原理。观察题设条件,结合第二步,恰当应用各个原则或综合运用几个原则,以求问题之解决。 下面两个典型例题的解题过程充分展现了抽屉原理的解题过程,希望读者能有所体会。 例1:证明任取6个自然数,必有两个数的差是5的倍数。 证明:考虑每个自然数被5除所得的余数。即自然数可以作为物品,被5除所得余数可以作为抽屉。显然可知,任意一个自然数被5除所得的余数有5种情况:0,1,2,3,4。所以构造5个抽屉,每个抽屉中所装的物品就是被5除所得余数分别为0,1,2,3,4的自然数。运用抽屉原理,考虑“最坏” 的情况,先从每个抽屉中各取一个“物品”,共5个,则再取一个物品总能在先取的5个中找到和它出自于同一抽屉的“物品”,即它们被5除余数相同,所以它们的差能整除5。

五年级简单的抽屉原理练习题及答案【五篇】

【第一篇方格涂色】把一个长方形画成 3 行 9 列共 27 个小方格, 然后用红、蓝铅笔任意将每个小方格涂上红色或蓝色。
是否一定有两列小方格涂色的方式相同? 将 9 列小方格看成 9 件物品,每列小方格不同的涂色方式看成不 同的抽屉。 如果涂色方式少于 9 种,那么就可以得到肯定的答案。 涂色方式共有下面 8 种 9 件物品放入 8 个抽屉,必有一个抽屉的物品数不少于 2 件,即 一定有两列小方格涂色的方式相同。 【第二篇相同的四位数】用 1,2,3,4 这 4 个数字任意写出一 个 10000 位数,从这个 10000 位数中任意截取相邻的 4 个数字,可以 组成许许多多的四位数。 这些四位数中至少有多少个是相同的? 猛一看,谁是物品,谁是抽屉,都不清楚。 因为问题是求相邻的 4 个数字组成的四位数有多少个是相同的, 所以物品应是截取出的所有四位数,而将不同的四位数作为抽屉。 在 10000 位数中,共能截取出相邻的四位数 10000-3=9997 个, 即物品数是 9997 个。 用 1,2,3,4 这四种数字可以组成的不同四位数,根据乘法原 理有 4×4×4×4=256 种,这就是说有 256 个抽屉。 9997÷256=3913,所以这些四位数中,至少有 40 个是相同的。 【第三篇取数字】从 1,3,5,7,,47,49 这 25 个奇数中至少

任意取出多少个数,才能保证有两个数的和是 52。 首先要根据题意构造合适的抽屉。 在这 25 个奇数中,两两之和是 52 的有 12 种搭配 {3,49},{5,47},{7,45},{9,43}, {11,41},{13,39},{15,37},{17,35}, {19,33},{21,31},{23,29},{25,27}。 将这 12 种搭配看成 12 个抽屉,每个抽屉中有两个数,还剩下一
个数 1,单独作为一个抽屉。 这样就把 25 个奇数分别放在 13 个抽屉中了。 因为一共有 13 个抽屉,所以任意取出 14 个数,无论怎样取,至
少有一个抽屉被取出 2 个数,这两个数的和是 52。 所以本题的答案是取出 14 个数。 【第四篇班级人数】 把 125 本书分给五 2 班学生,如果其中至少有 1 人分到至少 4 本
书,那么,这个班最多有多少人? 这道题一下子不容易理解,我们将它变变形式。 因为是把书分给学生,所以学生是抽屉,书是物品。 本题可以变为 125 件物品放入若干个抽屉,无论怎样放,至少有
一个抽屉中放有 4 件物品,求最多有几个抽屉。 这个问题的条件与结论与抽屉原理 2 正好相反,所以反着用抽屉
原理 2 即可。 由 125÷4-1=412 知,125 件物品放入 41 个抽屉,至少有一个

小学奥数:抽屉原理(含答案)

教案 抽屉原理 1、概念解析 把3个苹果任意放到两个抽屉里,可以有哪些放置的方法呢?一个抽屉放一个,另一个抽屉放两个;或3个苹果放在某一个抽屉里.尽管放苹果的方式有所不同,但是总有一个共同的规律:至少有一个抽屉里有两个或两个以上的苹果.如果把5个苹果任意放到4个抽屉里,放置的方法更多了,但仍有这样的结果.由此我们可以想到,只要苹果的个数多于抽屉的个数,就一定能保证至少有一个抽屉里有两个或两个以上的苹果.道理很简单:如果每个抽屉里的苹果都不到两个(也就是至多有1个),那么所有抽屉里的苹果数的和就比总数少了.由此得到: 抽屉原理:把多于n个的苹果放进n个抽屉里,那么至少有一个抽屉里有两个或两个以上的苹果。 如果把苹果换成了鸽子,把抽屉换成了笼子,同样有类似的结论,所以有时也把抽屉原理叫做鸽笼原理.不要小看这个“原理”,利用它可以解决一些表面看来似乎很难的数学问题。 比如,我们从街上随便找来13人,就可以断定他们中至少有两个人属相(指鼠、牛、虎、兔、…等十二种生肖)相同.怎样证明这个结论是正确的呢?只要利用抽屉原理就很容易把道理讲清楚.事实上,由于人数(13)比属相数(12)多,因此至少有两个人属相相同(在这里,把13人看成13个“苹果”,把12种属相看成12个“抽屉”)。 应用抽屉原理要注意识别“抽屉”和“苹果”,苹果的数目一定要大于抽屉的个数。 2、例题讲解 例1 有5个小朋友,每人都从装有许多黑白围棋子的布袋中任意摸出3枚棋子.请你证明,这5个人中至少有两个小朋友摸出的棋子的颜色的配组是一样的。 例2 一副扑克牌(去掉两张王牌),每人随意摸两张牌,至少有多少人才能保证他们当中一定有两人所摸两张牌的花色情况是相同的? 例3 从2、4、6、…、30这15个偶数中,任取9个数,证明其中一定有两个数之和是34。

小学奥数竞赛专题训练之抽屉原理

小学奥数竞赛专题训练之抽屉原理 竞赛专题选讲囊括了希望杯、华罗庚金杯、走进美妙的数学花园、EMC、全国小学数学联赛和数学解题能力展示等在内的国内主要数学竞赛的精华试题 [专题介绍] 把4只苹果放到3个抽屉里去,共有4种放法(请小朋友们自己列举),不论如何放,必有一个抽屉里至少放进两个苹果。 同样,把5只苹果放到4个抽屉里去,必有一个抽屉里至少放进两个苹果。 …… 更进一步,我们能够得出这样的结论:把n+1只苹果放到n个抽屉里去,那么必定有一个抽屉里至少放进两个苹果。这个结论,通常被称为抽屉原理。 利用抽屉原理,可以说明(证明)许多有趣的现象或结论。不过,抽屉原理不是拿来就能用的,关键是要应用所学的数学知识去寻找“抽屉”,制造“抽屉”,弄清应当把什么看作“抽屉”,把什么看作“苹果”。 [经典例题] 【例1】一个小组共有13名同学,其中至少有2名同学同一个月过生日。为什么? 【分析】每年里共有12个月,任何一个人的生日,一定在其中的某一个月。如果把这12个月看成12个“抽屉”,把13名同学的生日看成13只“苹果”,把13只苹果放进12个抽屉里,一定有一个抽屉里至少放2个苹果,也就是说,至少有2名同学在同一个月过生日。 【例2】任意4个自然数,其中至少有两个数的差是3的倍数。这是为什么? 【分析与解】首先我们要弄清这样一条规律:如果两个自然数除以3的余数相同,那么这两个自然数的差是3的倍数。而任何一个自然数被3除的余数,或者是0,或者是1,或者是2,根据这三种情况,可以把自然数分成3类,这3种类型就是我们要制造的3个“抽屉”。我们把4个数看作“苹果”,根据抽屉原理,必定有一个抽屉里至少有2个数。换句话说,4个自然数分成3类,至少有两个是同一类。既然是同一类,那么这两个数被3除的余数就一定相同。所以,任意4个自然数,至少有2个自然数的差是3的倍数。 想一想,例2中4改为7,3改为6,结论成立吗? 【例3】有规格尺寸相同的5种颜色的袜子各15只混装在箱内,试问不论如何取,从箱中至少取出多少只就能保证有3双袜子(袜子无左、右之分)? 【分析与解】试想一下,从箱中取出6只、9只袜子,能配成3双袜子吗?回答是否定的。 按5种颜色制作5个抽屉,根据抽屉原理1,只要取出6只袜子就总有一只抽屉里装2只,这2只就可配成一双。拿走这一双,尚剩4只,如果再补进2只又成6只,再根据抽屉原理1,又可配成一双拿走。如果再补进2只,又可取得第3双。所以,至少要取6+2+2=10只袜子,就一定会配成3双。 思考:1.能用抽屉原理2,直接得到结果吗? 2.把题中的要求改为3双不同色袜子,至少应取出多少只? 3.把题中的要求改为3双同色袜子,又如何? 【例4】一个布袋中有35个同样大小的木球,其中白、黄、红三种颜色球各有10个,另外还有3个蓝色球、2个绿色球,试问一次至少取出多少个球,才能保证取出的球中至少

抽屉原理公式及例题精编版

抽屉原理公式及例题“至少……才能保证(一定)…最不利原则 抽屉原则一:如果把(n+1)个物体放在n个抽屉里,那么必有一个抽屉中至少放有2个物体。例:把4个物体放在3个抽屉里,也就是把4分解成三个整数的和,那么就有以下四种情况:抽屉原则二:如果把n个物体放在m个抽屉里,其中n>m,那么必有一个抽屉至少有: ①k=[n/m ]+1个物体:当n不能被m整除时。 ②k=n/m个物体:当n能被m整除时。 例1.木箱里装有红色球3个、黄色球5个、蓝色球7个,若蒙眼去摸,为保证取出的球中有两个球的颜色相同,则最少要取出多少个球? 解:把3种颜色看作3个抽屉,若要符合题意,则小球的数目必须大于3,故至少取出4个小球才能符合要求。 例2.一幅扑克牌有54张,最少要抽取几张牌,方能保证其中至少有2张牌有相同的点数?解:点数为1(A)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11(J)、12(Q)、13(K)的牌各取1张,再取大王、小王各1张,一共15张,这15张牌中,没有两张的点数相同。这样,如果任意再取1张的话,它的点数必为1~13中的一个,于是有2张点数相同。15+1=16 例3:从一副完整的扑克牌中,至少抽出()张牌,才能保证至少6张牌的花色相同?A.21 B.22 C.23 D.24 解:完整的扑克牌有54张,看成54个“苹果”,抽屉就是6个(黑桃、红桃、梅花、方块、大王、小王),为保证有6张花色一样,我们假设现在前4个“抽屉”里各放了5张,后两个“抽屉”里各放了1张,这时候再任意抽取1张牌,那么前4个“抽屉”里必然有1 个“抽屉”里有6张花色一样。答案选C. 例4:2013年国考:某单位组织4项培训A、B、C、D,要求每人参加且只参加两项,无论如何安排,都有5人参加培训完全相同,问该单位有多少人? 每人一共有6种参加方法(4个里面选2个)相当于6个抽屉,最差情况6种情况都有4个人选了,所以4*6=1=25 例5:有300名求职者参加高端人才专场招聘会,其中软件设计类、市场营销类、财务管理类和人力资源管理类分别有100、80、70和50人。问至少有多少人找到工作,才能保证一定有70名找到工作的人专业相同? 用最不利原则解题。四个专业相当于4个抽屉,该题要有70名找到工作的人专业相同,那最倒霉的情况是每个专业只有69个人找到工作,值得注意的是人力专业一共才50个人,因此软件、市场、财务各有69个人找到工作,人力50个人找到工作才是本题中最不利的情形,最后再加1,就必定使得某专业有70个人找到工作。即答案为69×3+50+1=258。 例6:调研人员在一次市场调查活动中收回了435份调查问卷,其中80%的调查问卷上填写了被调查者的手机号码。那么调研人员需要从这些调查问卷中随机抽多少份,才能保证一定能找到两个手机号码后两位相同的被调查者? 答:在435份调查问卷中,没有填写手机号码的为435×(1-80%)=87份。要找到两个手机号码后两位相同的被调查者,首先要确定手机号码后两位有几种不同的排列方式。因为每一位

小学抽屉原理

《数学广角—抽屉原理》教学设计 【教学目标】 1.经历“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”,会用“抽屉原理”解决简单的实际问题。 2.通过猜测、验证、观察、分析等数学活动,建立数学模型,发现规律。渗透“建模”思想。 3、经历从具体到抽象的探究过程,提高学生有根据、有条理地进行思考和推理的能力。 4、通过“抽屉原理”的灵活应用,提高学生解决数学问题的能力和兴趣,感受到数学文化及数学的魅力。 【教学重、难点】经历“抽屉原理”的探究过程,理解“抽屉原理”,并对一些简单实际问题加以“模型化”。 【教学准备】 1、教学ppt课件 2、铅笔120支 (小棒代替) ,笔盒100个(杯子代替),每个小组3个杯子,5支小棒;扑克牌1副,凳子4把。 【教学流程】 一、问题引入。 师:在上课前,老师特别想和同学们做个游戏,谁愿来?老师准备了4把椅子,请5 位同学上来。

1.游戏要求:老师喊“准备”,你们5位同学围着椅子走动,等老师喊“开始”后请你们5个都坐在椅子上,每个人都必须坐下。 2.师:“准备”,“开始”,他们都坐好了吗?老师不用看就知道总有一把椅子上至少坐着两名同学,是这样的吗?如果反复再做,还会是这样的结果吗? (游戏开始,让学生初步体验不管怎么坐,总有一把椅子上至少坐两个同学,使学生明确这是现实生活中存在着的一种现象。) 3、引入:看来,不管怎么坐,总有一把椅子上至少坐两个同学。你知道这是什么道理吗?这其中蕴含着一个有趣的数学原理,这节课我们就一起来研究这个原理。 4、明确学习目标与任务: 师:看到这个课题,你能想到这节课我们将要学习哪些知识吗?(学生表达想法) 课件出示学习目标与要求 1)、了解“抽屉原理”,会用“抽屉原理”解决简单的实际问题。 2)通过实验操作、自主探究、小组合作发现抽屉原理。 3)感受数学文化的魅力,提高对数学的兴趣。 二、探究新知 (一)教学例1 为了研究这个原理,我们做一组实验。 1、观察猜测 课件出示例1:把4支铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放总有一个文具盒至少放 进____支铅笔。 猜一猜:不管怎么放,总有一个文具盒至少放进 ____支铅笔。

人教版数学高二抽屉原理经典练习

经典练习 系列之一 1.木箱里装有红色球3个、黄色球5个、蓝色球7个,若蒙眼去摸,为保证取出的球中有两个球的颜色相同,则最少要取出多少个球? 解:把3种颜色看作3个抽屉,要符合题意,即保证一定出现颜色不同的球,则小球的数目必须大于3,故至少取出4个小球才能符合要求。 2.一幅扑克牌有54张,最少要抽取几张牌,方能保证其中至少有2张牌有相同的点数? 解:点数为1(A)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11(J)、12(Q)、13(K)的牌各取1张,再取大王、小王各1张,一共15张,这15张牌中,没有两张的点数相同。这样,如果任意再取1张的话,它的点数必为1~13中的一个,于是有2张点数相同。 3.11名学生到老师家借书,老师是书房中有A、B、C、D四类书,每名学生最多可借两本不同类的书,最少借一本。试证明:必有两个学生所借的书的类型相同。 证明:若学生只借一本书,则不同的类型有A、B、C、D四种,若学生借两本不同类型的书,则不同的类型有AB、AC、AD、BC、BD、CD六种。共有10种类型,把这10种类型看作10个“抽屉”,把11个学生看作11个“苹果”。如果谁借哪种类型的书,就进入哪个抽屉,由抽屉原理,至少有两个学生,他们所借的书的类型相同。 4.有50名运动员进行某个项目的单循环赛,如果没有平局,也没有全胜,试证明:一定有两个运动员积分相同。 证明:设每胜一局得一分,由于没有平局,也没有全胜,则得分情况只有0、1、2、3……48,只有49种可能,以这49种可能得分的情况为49个抽屉,现有50名运动员得分,则一定有两名运动员得分相同。 5.体育用品仓库里有许多足球、排球和篮球,某班50名同学来仓库拿球,规定每个人至少拿1个球,至多拿2个球,问至少有几名同学所拿的球种类是一致的? 解:根据规定,多有同学拿球的配组方式共有以下9种:﹛足﹜﹛排﹜﹛篮﹜﹛足足﹜﹛排排﹜﹛篮篮﹜﹛足排﹜﹛足篮﹜﹛排篮﹜。以这9种配组方式制造9个抽屉,将这50个同学看作苹果50÷9 =5 (5) 由抽屉原理2:k=+1可得,至少有6人,他们所拿的球类是完全一致的。

小学六年级简单的抽屉原理

一、抽屉原理定义 (1)举例 桌上有十个苹果,要把这十个苹果放到九个抽屉里,无论怎样放,有的抽屉可以放一个,有的可以放两个,有的可以放五个,但最终我们会发现至少我们可以找到一个抽屉里面至少放两个苹果。 (2)定义 一般情况下,把n +1或多于n +1个苹果放到n 个抽屉里,其中必定至少有一个抽屉里至少有两个苹果。我们称这种现象为抽屉原理。 二、抽屉原理的解题方案 (一)、利用公式进行解题 苹果÷抽屉=商……余数 余数:(1)余数=1结论:至少有(商+1)个苹果在同一个抽屉里 (2)余数=x ()()11x n -,结论:至少有(商+1)个苹果在同一个抽屉 里 (3)余数=0,结论:至少有“商”个苹果在同一个抽屉里 例1.A 、3个苹果放到2个抽屉里,那么一定有1个抽屉里至少有2个苹果。 B 、5块手帕分给4个小朋友,那么一定有1个小朋友至少拿了( )块手帕。 C 、6只鸽子飞进5个鸽笼,那么一定有一个鸽笼至少飞进( )只鸽子。 例2、 三个小朋友在一起玩,请说明其中必有两个小朋友是同性别。 例 3. 三年一班有13名女生,她们的年龄都相同,请说明,至少有两个小朋友在一个相同的月份内出生。 例4. 任意三个整数中,总有两个整数的差是偶数。 例5. 有10个鸽笼,为保证每个鸽笼中最多住1只鸽子(可以不住鸽子),那么鸽子总数最多能有几只?请用抽屉原理加以说明。 例6. 某班有37个学生,最大的10岁,最小的8岁,问:是否一定有4个学生,他们是同年同月出生的?

例7、有红袜2双,白袜3双,黑袜4双,黄袜5双,(每双袜子包装在一起)若取出9双,证明其中必有黑袜或黄袜2双. 1.6只鸽子飞进了5个鸟巢,则总有一个鸟巢中至少有()只鸽子; 2.把三本书放进两个书架,则总有一个书架上至少放着()本书;

抽屉原理优秀教案

《数学广角——抽屉原理》 实验小学 潘聪聪

《数学广角——抽屉原理》 【教学内容】: 我说讲课的内容是人教版六年级数学下册数学广角《抽屉原理》第一课时,也就是教材70-71页的例1和例2。 【教学目标】: 知识与技能:经历“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”,会用“抽屉原理”解决简单的实际问题。通过猜测、验证、观察、分析等数学活动,建立数学模型,发现规律。渗透“建模”思想。 过程与方法:经历从具体到抽象的探究过程,提高学生有根据、有条理地进行思考和推理的能力。 情感与态度:通过“抽屉原理”的灵活应用,提高学生解决数学问题的能力和兴趣,感受到数学文化及数学的魅力。 【教学重点】: 1、经历“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”。 2、“总有”“至少”具体含义,以及为什么商+1而不是加余数。【教学难点】: 理解“抽屉原理”,并对一些简单实际问题加以“模型化”。 【教法和学法】: 以学生为课堂的主体,采用创设情境,提出问题,让学生动手操作、自主探究、合作交流。 【教学准备】:一定数量的笔、铅笔盒、课件。 【教学过程】: 一、游戏激趣,初步体验 师:同学们喜欢做游戏吗?学习新课之前,我们先做个游戏,老师这里准备了2张凳子,请3个同学上来,(找生)听清要求,老师说“请坐”时,每个同学必须都坐下,谁没坐下谁犯规,(师背对)听明白了吗?好“请坐!”告诉老师他们都坐下了吗?老师不用看,就知道一定有一张凳

子上至少坐了两名同学,对吗?假如请这3位同学再反复坐几次,老师还敢肯定地说:“不管怎么坐,总有一张凳子上至少坐2名同学,你们相信吗?其实这个游戏里面蕴藏着一个非常有趣的数学原理,想不想通过自己动手实践来发现它? 【设计意图:在课前进行的游戏激趣,一是激发学生的兴趣,引起探究的愿望;二为今天的探究埋下伏笔。】 二、操作探究,发现规律 1、小组合作,初步感知。 师:下面我们先从简单的情况入手,请看大屏幕(出示例1:4只铅笔放入3个盒子中),有几种不同的放法?你能得到什么结论?下面我们小组合作(出示合作要求,请生读要求),看哪组动作最快? (1)、学生动手操作,讨论交流,老师巡视,指导; (2)、全班交流。 师:哪个小组愿意汇报一下你们的研究成果?(找生展示,师板书:(3,1,0)(2,2,0)(4,0,0)(1,1,2)。 师:老师也是这样摆的,我们一起看一下(课件演示)观察这几种放法,你能得到什么结论?(课件出示:不管怎么放,总有一个文具盒中至少有2枝铅笔)。 师:刚才我们把所有情况都一一列举出来,想一想不用一一列举,我们能不能只要一种情况,也能得到这个结论?(生答“平均分”的方法时,课件演示)每个盒子先放1枝,还剩几枝?(1枝)这1枝怎么摆?(放哪个里面都行)你有什么发现?(无论怎么放,总有1个盒子至少放2枝铅笔)。师:既然是平均分,能用算式表示吗?(生答,师板书:4÷3=1……1) 师:这里的4指的是什么?3呢?商1呢?余数1呢? 师:看来解决这个问题时,用平均分的方法比较简便。

抽屉原理及其简单应用

抽屉原理及其简单应用 一、知识要点 抽屉原理又称鸽巢原理,它是组合数学的一个基本原理,最先是由德国数学家狄利克雷明确地提出来的,因此,也称为狄利克雷原理。 把3个苹果放进2个抽屉里,一定有一个抽屉里放了2个或2个以上的苹果。这个人所皆知的常识就是抽屉原理在日常生活中的体现。用它可以解决一些相当复杂甚至无从下手的问题。 原理1:把n+1个元素分成n类,不管怎么分,则一定有一类中有2个或2个以上的元素。原理2:把m个元素任意放入n(n≤m)个集合,则一定有一个集合至少要有k个元素。其中k=m/n(当n能整除m时)或k=〔m/n〕+1(当n不能整除m时),这里〔m/n〕表示不大于m/n的最大整数,即m/n的整数部分。 原理3:把无穷多个元素放入有限个集合里,则一定有一个集合里含有无穷多个元素。二、应用抽屉原理解题的步骤 第一步:分析题意。分清什么是“东西”,什么是“抽屉”,也就是什么作“东西”,什么可作“抽屉”。 第二步:制造抽屉。这个是关键的一步,这一步就是如何设计抽屉。根据题目条件和结论,结合有关的数学知识,抓住最基本的数量关系,设计和确定解决问题所需的抽屉及其个数,为使用抽屉铺平道路。 第三步:运用抽屉原理。观察题设条件,结合第二步,恰当应用各个原则或综合运用几个原则,以求问题之解决。 三、应用抽屉原理解题例举: 1.张叔叔参加飞镖比赛,投了5镖,成绩是41环。张叔叔至少有一镖不低于9环。为什么?(教科书P73 T2) 解答:这道题物体个数和抽屉都比较明显。成绩41环看作个数,5镖看作抽屉,列式为:41÷5=8……1 8+1=9 2.有9支球队进行比赛,已经赛了10场,那么总有一支球队至少赛了几场? 解答:有些题目物体的个数没有直接告诉我们。根据问题至少赛了几场,那我们要知道已经赛过的总的场次。根据已经赛了10场,每场2支球队,总场次应该是20次。这就是物体的个数。9支球队可以看作抽屉。根据今天所教的知识(原理2)我们知道20÷9=2……2,2+1=3 3.有红、黄两种颜色在下面的长方形格子中随意涂色,每个格子涂一种颜色。青青发现无论怎样涂,至少有两列涂法完全相同。请你先试一试,再说明理由。(作业本P29 T4) 解答:根据至少有两列涂法完全相同。我们要知道总的列数。这道题已经知道物体的个数是5列。但抽屉的个数却掩藏起来,我们需要根据排列知识找出抽屉的个数。已知颜色有2种,在一列的排列组合中有这么4种情况。(红红、红黄、黄黄、黄红)所以可以做成4个抽屉。用算式5÷4=1……1,1+1=2就说明问题。 4.任意写出5个非零的自然数,我能找到两个数,让这两个数的差是4的倍数。(作业本P29 T5) 解答:这题已经告诉我们物体的个数是5。但什么做为抽屉?要做几个抽屉却需要我们去构建。根据条件4的倍数,我们知道一个数除以4没有余数那就是4的倍数,在这些数中除以4的过程中会出现这四种情况(整除、余数是1、2、3)那就可以根据这四种情况做成四个

简单抽屉原理

简单抽屉原理 把3 个苹果放进2个抽屉中,无论怎么放,一定能找到一个抽屉,里面至少有2

个苹果.这个现象,在数学中我们把它称作抽屉原理。 抽屉原理I 把一些苹果随意放入若干个抽屉,如果苹果个数多于抽屉个数,那么 一定能找到一个抽屉,里面至少有2 个苹果. 抽屉原理II 把m 个苹果放入n 个抽屉(m 大于n),结果有两种可能: (1)如果m ÷n没有余数,那么就一定有抽屉至少放了“m ÷n”个苹果; (2)如果m ÷n有余数,那么就一定有抽屉至少放了“m ÷n的商再加1” 个苹果. 例1 一个鱼缸里有4 个品种的鱼,每种鱼都有很多条.至少要捞出多少条鱼,才能保证其中有5 条相同品种的鱼? 练习1. 一个布袋里有7 种不同颜色的彩球,每种颜色的彩球都有很多,那么至少要拿出多少个彩球,才能保证其中有6 个相同颜色的彩球?

例2 一个布袋里有大小相同颜色不同的一些木球,其中红色的有10 个,黄色的有8 个,蓝色的有3 个,绿色的有1 个.现在闭着眼睛从中摸球,请问:(1)至少要取出多少个球,才能保证取出的球至少有三种颜色? (2)至少要取出多少个球,才能保证其中必有红球和黄球? 练习2. 爷爷给小明买了一盒糖,这些糖分为苹果味、桔子味和菠萝味三种口味,每种口味各30 颗.小明特别喜欢吃苹果味的,他闭着眼睛,至少需要摸出多少颗糖,才能保证一定能拿到1 颗苹果味的?至少需要摸出多少颗糖,才能保证能拿到两种口味的糖? 例3将1 只白袜子、2 只黑袜子、3 只红袜子、8 只黄袜子和9 只绿袜子放入一个布袋里.请问: (1)一次至少要摸出多少只袜子才能保证一定有颜色相同的两双袜子? (2)一次至少要摸出多少只袜子才能保证一定有颜色不同的两双袜子? (两只袜子颜色相同即为一双) 练习3. 袋子里白袜子、黑袜子、红袜子各10 只,现在闭着眼睛从袋子中摸袜子,请问: (1)至少要摸出多少只袜子才能保证一定有颜色相同的两双袜子? (2)至少要摸出多少只袜子才能保证一定有颜色不同的两双袜子?(两只袜子颜色相同即为一双)

行测抽屉原理

行测抽屉原理 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

抽屉原理 在历年国家公务员考试以及地方公务员考试中,抽屉问题都是重要考点。 当我们遇到“判别具有某种事物的性质有没有,至少有几个”这样的问题时,想到它——抽屉原理,这是你的一条“决胜”之路。 传统的解抽屉原理的方法是找两个关键词,“保证”和“最少”。 抽屉原理(1):讲多于n件的物品任意放到n个抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品的件数不少于2。抽屉原理(1)可以进行推广,把无穷多个元素放入有限个集合里,则一定有一个集合里含有无穷多个元素。 抽屉原理(2):将多于m×n件的物品任意放到n个抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品的件数不少m+1。也可以表述成如下语句:把m 个物品任意放入n(n≤m)个抽屉中,则一定有一个抽屉中至多要有k件物品。其中 k=〔m/n 〕,这里〔m/n 〕表示不大于m/n的最大整数,即m/n的整数部分。 例1:从1、2、3、…、12中,至少要选( )个数,才可以保证其中一定包括两个数的差是7? A. 7 B. 10 C. 9 D. 8 解析:在这12个数中,差是7的数有以下5对:(12,5)、(11,4)、(10,3)、(9,2)、(8,1)。另有两个数6、7肯定不能与其他数形成差为7的情况。由此构造7个抽屉,只要有2个数取自一个抽屉,那么他们的差就等于7。从这7个抽屉中能够取8个数,则必然有2个数取自同一个抽

屉。所以选择D选项。 例2:某班有37名同学,至少有几个同学在同一月过生日? 解析:根据抽屉原理,可以设3×12+1个物品,一共是12个抽屉,则至少有4个同学在同一个月过生日。 例3:一个小组共有13名同学,其中至少有2名同学同一个月过生日。为什么? 解析:每年里共有12个月,任何一个人的生日,一定在其中的某一个月。如果把这12个月看成12个“抽屉”,把13名同学的生日看成13只“苹果”,把13只苹果放进12个抽屉里,一定有一个抽屉里至少放2个苹果,也就是说,至少有2名同学在同一个月过生日。 例4:一个布袋中有35个同样大小的木球,其中白、黄、红三种颜色球各有10个,另外还有3个蓝色球、2个绿色球,试问一次至少取出多少个球,才能保证取出的球中至少有4个是同一颜色的球? 解析:从最“不利”的取出情况入手。 最不利的情况是首先取出的5个球中,有3个是蓝色球、2个绿色球。 接下来,把白、黄、红三色看作三个抽屉,由于这三种颜色球相等均超过4个,所以,根据抽屉原理2,只要取出的球数多于(4-1)×3=9个,即至少应取出10个球,就可以保证取出的球至少有4个是同一抽屉(同一颜色)里的球。 故总共至少应取出10+5=15个球,才能符合要求。

抽屉问题经典练习题[1]

抽屉问题练习题 1.木箱里装有红色球3个、黄色球5个、蓝色球7个,若蒙眼去摸,为保证取出的球中有两个球的颜色相同,则最少要取出多少个球(4) 2.一幅扑克牌有54张,最少要抽取几张牌,方能保证其中至少有2张牌有相同的点数(16) 3.11名学生到老师家借书,老师是书房中有A、B、C、D四类书,每名学生最多可借两本不同类的书,最少借一本。试证明:必有两个学生所借的书的类型相同。(10个抽屉) 5.体育用品仓库里有许多足球、排球和篮球,某班50名同学来仓库拿球,规定每个人至少拿1个球,至多拿2个球,问至少有几名同学所拿的球种类是一致的(6) 6.某校有55个同学参加数学竞赛,已知将参赛人任意分成四组,则必有一组的女生多于2个人,又知参赛者中任何10人中必有男生,则参赛男生的人生为__________人。(46) 7、证明:从1,3,5,……,99中任选26个数,其中必有两个数的和是100。(25个抽屉) 8。某旅游车上有47名乘客,每位乘客都只带有一种水果。如果乘客中有人带梨,并且其中任何两位乘客中至少有一个人带苹果,那么乘客中有______人带苹果。(46) 9。一些苹果和梨混放在一个筐里,小明把这筐水果分成了若干堆,后来发现无论怎么分,总能从这若干堆里找到两堆,把这两堆水果合并在一起后,苹果和梨的个数是偶数,那么小明至少把这些水果分成了_______堆。解析:要求把其中两堆合并在一起后,苹果和梨的个数一定是偶数,那么这两堆水果中,苹果和梨的奇偶性必须相同。对于每一堆苹果和梨,奇偶可能性有4种:(奇,奇),(奇,偶),(偶,奇),(偶,偶),所以根据抽屉原理可知最少分了4+1筐。 10。有黑色、白色、蓝色手套各5只(不分左右手),至少要拿出_____只(拿的时候不许看颜色),才能使拿出的手套中一定有两双是同颜色的。(10) 13.从1、2、3、4……、12这12个自然数中,至少任选几个,就可以保证其中一定包括两个数,他们的差是7 14.某幼儿班有40名小朋友,现有各种玩具122件,把这些玩具全部分给小朋友,是否会有小朋友得到4件或4件以上的玩具(是) 15.一个布袋中有40块相同的木块,其中编上号码1,2,3,4的各有10块。问:一次至少要取出多少木块,才能保证其中至少有3块号码相同的木块(9) 2. 在边长为1的正方形内,任意放入9个点,证明在以这些点为顶点的三角形中,必有一个三角形的面

抽屉原理及其应用

抽屉原理及其应用 许莉娟 (数学科学学院,2003 ( 4)班,03213123号) [摘要]抽屉原理是数学中的重要原理,在解决数学问题时有非常重要的作用.各种形式的抽屉原理在高等数学和初等数学中经常被采用.本文着重从抽屉的构造方法阐述抽屉原理在高等数学和初等数学(竞赛题)中的应用,同时指岀了它在 应用领域中的不足之处. [关键词]抽屉原理高等数学初等数学 抽屉原理也称为鸽笼原理或鞋箱原理,它是组合数学中的一个最基本的原理.抽屉原 理主要用于证明某些存在性问题及必然性题目,如几何问题、涂色问题等?抽屉原理的简 单形式可以描述为:“如果把n ? 1个球或者更多的球放进n个抽屉,必有一个抽屉至少有两个球.”它的正确性十分明显,很容易被并不具备多少数学知识的人所接受,如果将其灵活地运用,则可得到一些意想不到的效果. 各种形式的抽屉原理在高等数学和初等数学中经常被采用,使用该原理的关键在于如何巧妙地构造抽屉,即如何找出合乎问题条件的分类原则,抽屉构造得好,可得出非常巧妙的结论,下面我们着重从抽屉的构造途径去介绍抽屉原理在高等数学和初等数学(竞赛题)中的应用,同时指出它在应用领域中的不足之处? 一、抽屉原理 陈景林、阎满富编著的中国铁道出版社出版的《组合数学与图论》一书中对抽屉原理给出了比较具体的定义,概括起来主要有下面几种形式: 原理I把多于n个的元素按任一确定的方式分成n个集合,则一定有一个集合中含有两个或两个以上的元素? 原理U把m个元素任意放到n(m ? n)个集合里,则至少有一个集合里至少有 k个元素,其中 当n能整除m时, 当n不能整除m时. 原理川把无穷个元素按任一确定的方式分成有穷个集合,则至少有一个集合中仍含无穷个

抽屉原理(一)

抽屉原理 抽屉原理(1) 把多于n个的苹果放进n个抽屉里,那么至少有一个抽屉里有两个或两个以上的苹果。 1.游泳队有13名队员,教练说你们当中至少有两个人在同一个月过生日,为什 么? 2.某校的小学生年龄最小的6岁,最大的13岁,从这个学校中至少任选几位同学 就一定保证其中有两位同学的年龄相同? 3.布袋中装有红、黄、蓝三色小木棒若干根,至少摸出多少根,就一定保证有两 根小木棒的颜色相同? 4.布袋中装有红、黄、蓝三色小木棒若干根,每次取出两根,至少摸出多少次, 就一定保证有两次摸出的两根小木棒的颜色组合相同? 5.布袋中装有红、黄、蓝三色小木棒若干根,每人取出三根,至少需要多少人, 就一定保证有两人摸出的小木棒的颜色组合相同? 6.为了欢迎来宾,学校准备了红、黄、蓝三色小旗,每个同学两手各拿一面小旗 列队欢迎,试证明:任意8名同学中,至少有两人不但所拿小旗的颜色一样,而且左右顺序也相同。 7.体育器材室里有许多足球、排球和篮球,体育课学生来拿球。如果每人至少拿 1个球,至多拿2个球,至少来多少名学生,就能保证一定有两名学生所拿的球种类完全一样。 8.学校食堂中午有6种不同的菜和5种不同的主食。每人只能买一种菜和一种主 食,请你证明32名同学中,一定至少有两名学生所买的菜和主食是一样的。 9.证明:任取7个自然数,必有两个数的差是6的倍数。 10.从2、4、6、8……、24、26这13个偶数中,任取8个数,证明其中一定有两个数 之和是28。 11.求证:任意互异的8个整数中,一定存在6个整数A 、A2、A3、A4、A5、A6,使 1 得(A1-A2)×(A3-A4)×(A5-A6)恰是105的倍数。 12.从1到20这20个数中,任取11个数,必有两个数,其中一个数是另一个数的倍 数。

抽屉原理例题

抽屉原理 抽屉原理在小学数学教材中没有作为知识向同学们介绍,但它却是我们解决数学问题的一种重要的思考方法。 抽屉原理最早是由德国数学家狄利克雷最早发现的,所以也叫做狄利克雷重叠原则。 下面我们就一起来研究“抽屉原理”。 【典型例题】 1. 第一抽屉原理:把个物体放入n个抽屉中,其中必有一个抽屉中至少有 个物体。 例如:把3个苹果放入2个抽屉中,必然有一个抽屉中有2个苹果。 2. 若把5个苹果放到6个抽屉中,就必然有一个抽屉是空着的。这称为第二抽屉原理:把 个物体放在n个抽屉中,其中必有一个抽屉中至多有个物体。 3. 构造抽屉的方法: 在我们利用抽屉原理思想解决数学问题时,关键是怎样把题目中的数量相对应的想成苹果和抽屉,所以构造“抽屉”是解题的关键。下面我们就通过例题介绍常见的构造“抽屉”的思想方法。 例1. 用“数的分组法”构造抽屉。 从1,2,3,……,100这100个数中任意挑出51个数来,证明在这51个数中,一定有:(1)2个数互质;(2)2个数的差为50;(3)8个数,它们的最大公约数大于1。 分析与解答: (1)将100个数分成50组 {1,2},{3,4},……,{99,100}。 在选出的51个数中,一定有2个数属于同一组,这一组的2个数是相邻的整数,它们一定是互质的。 (2)我们可以将100个数分成下面这样的50组: {1,51},{2,52},……,{50,100}。 在选出的51个数中,必有2个数属于同一组,这一组的2个数的差为50。 (3)将100个数分成5组(一个数可以在不同的组内): 第一组:2的倍数,即{2,4,……,100}; 第二组:3的倍数,即{3,6,……,99}; 第三组:5的倍数,即{5,10,……,100}; 第四组:7的倍数,即{7,14,……,98}; 第五组:1和大于7的质数,即{1,11,13,……,97}。 第五组中一共有22个数,所以选出的51个数中至少有29个数在第一组到第四组中,根据抽屉可以知道总会有8个数在第一组到第四组的某一组中,这8个数的最大公约数大于1。 例2. 用“染色分类法”构造抽屉。 下表是一个3行10列共30个小正方形的长方形,现在把每个小方格添上红色或黄色,请证明无论怎么添法一定能找到两例,它们的添色方式完全相同。 分析与解答:

抽屉原理精华及习题(附答案)

第九讲 抽屉原理 一、 知识点: 1. 把27个苹果放进4个抽屉中,能否使每个抽屉中苹果数均小于等于6?那么至少有一 个抽屉中的苹果数大于等于几? 2. 把25个苹果放进5个抽屉中,能否使每个抽屉中苹果数均小于等于4?那么至少有一 个抽屉中的苹果数大于等于几? 上述两个结论你是如何计算出来的? ★规律:用苹果数除以抽屉数,若余数不为零,则“答案”为商加1,若余数为零,则“答 案”为商。 ★抽屉原则一: 把n 个以上的苹果放到n 个抽屉中,无论怎样放,一定能找到一个抽屉,它里面至少有两个苹果。 ★抽屉原则二: 把多于m ×n 个苹果放到n 个抽屉中,无论怎样放,一定能找到一个抽屉,它里面至少有(m +1)个苹果。 二、 基础知识训练(再蓝皮书) 1、 把98个苹果放到10个抽屉中, 无论怎么放, 我们一定能找到一个含苹果最多的抽屉,它里面至少含有 个苹果。 2、1000只鸽子飞进50个巢,无论怎么飞,我们一定能找到一个含鸽子最多的巢, 它里面至少含有 只鸽子。 3、从8个抽屉中拿出17个苹果,无论怎么拿。我们一定能找到一个拿苹果最多的 抽屉,从它里面至少拿出了 个苹果。 4、从 个抽屉中(填最大数)拿出25个苹果,才能保证一定能找到一个抽屉, 从它当中至少拿了7个苹果。 三、 思路与方法: 在抽屉原理问题,难在有些题目抽屉没有直接给出,要求我们自己根据题意去造抽屉,但我们也不要为此感到困难,往往在题目有一句关键的话,告诉我们抽屉的性质,我们可以根据此性质来构造抽屉即可。 训 练 题 1. 六(1)班有49名学生。数学王老师了解到在期中考试中该班英文成绩除3人外均在86 分以上后就说:“我可以断定,本班同学至少有4人成绩相同。”请问王老师说的对吗?为什么? 2. 从100,,3,2,1 这100个数中任意挑选出51个数来,证明在这51个数中,一定: (1)有2个数互质; (2)有两个数的差为50; 3. 圆周上有2000个点,在其上任意地标上1999,,2,1,0 (每一点只标一个数,不同的点

抽屉原理问题(公务员考试数学运算基础详解)

抽屉原理问题——基础学习 一、解答题 2、抽屉原理1例1:400人中至少有几个人的生日相同? 【解题关键点】将一年中的366天视为366个抽屉,400个人看作400个物体,由抽屉原理1可以得知:至少有两人的生日相同. 【结束】 3、抽屉原理1例2:五年级有47名学生参加一次数学竞赛,成绩都是整数,满分是100分。已知3名学生的成绩在60分以下,其余学生的成绩均在75~95分之间。问:至少有几名学生的成绩相同? 【答案】至少有3名学生的成绩是相同的。

【解题关键点】关键是构造合适的抽屉。既然是问“至少有几名学生的成绩相同”,说明应以成绩为抽屉,学生为物品。除3名成绩在60分以下的学生外,其余成绩均在75~95分之间,75~95共有21个不同分数,将这21个分数作为21个抽屉,把47-3=44(个)学生作为物品。 44÷21= 2……2, 根据抽屉原理2,至少有1个抽屉至少有3件物品,即这47名学生中至少有3名学生的成绩是相同的。 【结束】 5、抽屉原理2例1:某幼儿班有40名小朋友,现有各种玩具122件,把这些玩具全部分给小朋友,是否会有小朋友得到4件或4件以上的玩具? 【答案】至少会有一个小朋友得到4件或4件以上的玩具。 【解题关键点】将40名小朋友看成40个抽屉。今有玩具122件,122=3×40+2。应用抽屉原理2,取n=40,m=3,立即知道:至少有一个抽屉中放有4件或4件以上的玩具。也就是说,至少会有一个小朋友得到4件或4件以上的玩具。 【结束】 6、抽屉原理2例2:一个布袋中有40块相同的木块,其中编上号码1,2,3,4的各有10块。问:一次至少要取出多少木块,才能保证其中至少有3块号码相同的木块? 【答案】一次至少要取出9块木块,才能保证其中有3块号码相同的木块。 【解题关键点】将1,2,3,4四种号码看成4个抽屉。要保证有一个抽屉中至少有3件物品,根据抽屉原理2,至少要有4×2+1=9(件)物品。所以一次至少要取出9块木块,才能保证其中有3块号码相同的木块。 【结束】 7、抽屉原理2例3:六年级有100名学生,他们都订阅甲、乙、丙三种杂志中的一种、二种或三种。问:至少有多少名学生订阅的杂志种类相同? 【答案】至少有15人所订阅的报刊种类是相同的。 【解题关键点】首先应当弄清订阅杂志的种类共有多少种不同的情况。 订一种杂志有:订甲、订乙、订丙3种情况;

抽屉原理优秀教案

讲课 教案 《数学广角——抽屉原理》 六年级下册 # # 镇中学 # # # 2015年4月17日

《数学广角——抽屉原理》【教学内容】: 我讲课的内容是人教版六年级数学下册数学广角《抽屉原理》第一课时,也就是教材68页的例1。 【教学目标】: 知识与技能:经历“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”,会用“抽屉原理”解决简单的实际问题。通过猜测、验证、观察、分析等数学活动,建立数学模型,发现规律,渗透“建模”思想。 过程与方法:经历从具体到抽象的探究过程,提高学生类比推理能力,形成比较抽象的数学思维。 情感与态度:通过“抽屉原理”的灵活应用,提高学生解决数学问题的能力和兴趣,感受到数学文化及数学的魅力。 【教学重点】: 经历“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”。 【教学难点】: 理解“抽屉原理”,并对一些简单实际问题加以“模型化”。 【教法和学法】: 以学生为课堂的主体,采用创设情境,提出问题,让学生动手操作、自主探究、合作交流。 【教学准备】: 多媒体课件、扑克牌、一定数量的笔、笔筒、练习纸。 【教学过程】:

一、游戏激趣,初步体验 师:同学们,你们玩过扑克牌吗? 生齐:玩过。 师:好,下面我们用扑克牌来玩个游戏。大家知道一副扑克牌有54张,如果去掉两张王牌,就剩52张,对吗? 生齐:对。 师:如果从这52张扑克牌中任意抽取5张,我敢肯定地说:“这5张扑克牌至少有2张是同一种花色的,你们相信吗? 部分生说:信。 部分生说:不信。 师:那我们就来验证一下。 师先请一位同学洗牌(把牌混合均匀),然后请5名同学各抽一张,验证至少有两张牌是同一种花色的。 师:如果再请五位同学来抽,我还敢这样肯定地说:抽取的这5张牌中至少有两张是同一花色的,你们相信吗? 生齐:相信。 师再找5位同学各抽一张,进一步验证至少有两张牌是同一种花色的。 师:其实这里面蕴藏着一个非常有趣的数学原理,大家想不想研究啊? 生齐:想。 进入主题。 【设计意图:在课前进行的游戏激趣,一是使教师和学生进行自然的沟通交流;二是激发学生的兴趣,引起探究的愿望;三是为今天的探究埋

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