第五单元 数学广角-鸽巢问题
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六年级上册《第五单元数学广角——鸽巢问题》知识点归纳总
结
《第五单元数学广角——鸽巢问题》知识点归纳总结
1、鸽巣原理是一个重要而又基本的组合原理, 在解决数学问题时有非常重要的作用。
什么是鸽巣原理?先从一个简单的例子入手, 把3个苹果放在2个盒子里, 共有四种不同的放法, 无论哪一种放法, 都可以说“必有一个盒子放了两个或两个以上的苹果”。
这个结论是在“任意放法”的情况下, 得出的一个“必然结果”。
类似的, 如果有5只鸽子飞进四个鸽笼里, 那么一定有一个鸽笼飞进了2只或2只以上的鸽子。
如果有6封信, 任意投入5个信箱里, 那么一定有一个信箱至少有2封信。
我们把这些例子中的“苹果”、“鸽子”、“信”看作一种物体,把“盒子”、“鸽笼”、“信箱”看作鸽巣, 可以得到鸽巣原理最简单的表达形式
利用公式进行解题
物体个数÷鸽巣个数=商……余数至少个数=商+1
2、摸2个同色球计算方法:
要保证摸出两个同色的球,摸出的球的数量至少要比颜色数多1。
物体数=颜色数×(至少数-1)+1
极端思想:用最不利的摸法先摸出两个不同颜色的球,再无论摸出一个什么颜色的球,
都能保证一定有两个球是同色的。
公式:
两种颜色:2+1=3(个)
三种颜色:3+1=4(个)
四种颜色:4+1=5(个)
……
3、鸽巢原理也叫抽屉原理。
抽屉原理:把八个苹果任意地放进七个抽屉里,不论怎样放,至少有一个抽屉放有两个或两个以上的苹果。
这种现象叫着抽屉原理。
第五单元数学广角——鸽巢问题(抽屉原理)一、最不利原则:为了保证能完成一件事情,需要考虑在最倒霉(最不利)的情况下,如何能达到目标。
二、抽屉原理:形式1:把n+1个苹果放到n个抽屉中,一定有2个苹果放在一个抽屉里;形式2:把m×n+1个苹果放到n个抽屉中,一定有m+1个苹果放在一个抽屉里。
模块一抽屉原理【例题1】把3个苹果放到两个抽屉中,有()种放法。
【练习1】把4支铅笔放进3个笔筒中,有()种放法。
【例题2】把8个桃子放到7个果盘里,一定有一个果盘里至少放进了()桃子。
【练习2】把7本书放进6个抽屉,不管怎么放,总有一个抽屉里至少放进()本书。
【例题3】五年级一班有28个学生,保证至少有几个同学在同一个月出生?【练习3】在任意25个人中,至少有几个人的星座相同?【例题4】把25个玻璃球最多放进几个盒子里,才能保证至少有一个盒子里有5个玻璃球?【练习4】把17本书最多放到()个空书架上,才能保证至少有一个书架上有5本书。
【例题5】平安路小学组织862名同学去参观甲、乙、丙3处景点。
规定每名同学至少参观一处,最多可以参观两处,至少有多少名同学参观的景点相同?【练习5】中国奥运代表团的173名运动员到超市买饮料,已知超市有可乐、雪碧、芬达、橙汁、味全和矿泉水6种饮料,每人各买两种不同的饮料,那么至少多少人买的饮料完全相同?【例题6】国庆嘉年华共有5项游艺活动,每个学生至多参加2项,至少参加1项。
那么至少有多少个学生,才能保证至少有4个人参加的活动完成相同?【练习6】桂苑小学六年级每名学生都订阅了《数学小灵通》、《小学生作文》、《英语天地》、《科学画报》这4种报刊中的2种,他们当中至少有34名学生订阅的报刊种类相同。
你知道桂苑小学六年级至少有多少名学生吗?【例题7】从1,2,3,……,21这些自然数中,最多可以取出多少个数,使得其中每两个数的差都不等于4?【练习7】1至70这70个自然数中,最多可以取出多少个数,使得其中每两个数的差都不等于6?【例题8】从1,4,7,10,……37,40这14个自然数,至少任取多少个数才能保证其中至少有2个数的和是41?【练习8】从1到50这50个自然数中,至少选出多少个数,才能保证其中一定有两个数的和是50?【例题9】从1到100这100个自然数中,至少选出多少个数才能保证其中一定有两个数的和是7的倍数?如果要保证是6的倍数呢?【练习9】从1至99这99个自然数中任意取出一些数,要保证其中一定有两个数的和是5的倍数,至少要取多少个?【例题10】某省有4千万人口,每个人的头发根数不超过15万根,那么该省中至少有多少人的头发根数一样多?【练习10】49名同学共同参加体操表演,其中最小的8岁,最大的11岁。
六年级数学下册期末总复习《5单元数学广角——鸽巢问题》必记知识点一、鸽巢问题基本原理•定义:鸽巢问题,也被称为抽屉原理或鸽笼原理,是一种组合数学原理。
它描述的是,如果n 个物体被放入m 个容器(n > m),那么至少有一个容器包含两个或更多的物体。
••简单示例:••如果有 3 个苹果放入 2 个盒子中,至少有一个盒子包含 2 个或更多的苹果。
•如果有 5 只鸽子飞入 4 个鸽笼,至少有一个鸽笼包含 2 只或更多的鸽子。
二、鸽巢问题的数学表达•公式:物体个数÷ 鸽巢个数= 商…… 余数,至少个数= 商+ 1(当余数存在时)。
••应用:••如果有10 个苹果放入9 个抽屉,那么至少有一个抽屉包含至少 2 个苹果(因为10 ÷ 9 = 1 …… 1,至少个数= 1 + 1 = 2)。
三、鸽巢原理的变种•鸽巢原理(二):把多于kn 个物体任意分进n 个鸽巢中(k 和n 是非0自然数),那么一定有一个鸽巢中至少放进了(k+1) 个物体。
••应用:••如果有15 只鸽子飞入 4 个鸽笼,至少有一个鸽笼包含至少 4 只鸽子(因为15 = 3 × 4 + 3,所以至少有一个鸽笼包含3+1=4 只鸽子)。
四、摸球问题与鸽巢原理•摸同色球:•要保证摸出两个同色的球,摸出的球的数量至少要比颜色数多1。
•如果有两种颜色的球,至少需要摸 3 个球来保证有两个同色的球;三种颜色则需要摸 4 个球,以此类推。
•极端思想:•在摸球时,先考虑最不利的情况(即先摸出不同颜色的球),然后再考虑下一个球,以确保满足条件。
五、鸽巢原理的应用实例•生日悖论:在一个至少有23 人的群体中,存在至少两个人的生日在同一天的概率超过50%。
•选举投票:在一个有n 个候选人和超过n 个选民的选举中,至少有一个候选人获得了超过1/2 的选票(通过多轮投票或淘汰制)。
六、解题步骤1.分析题意:明确“鸽巢”和“物体”分别是什么。
六年级下第五单元《数学广角——鸽巢问题》在六年级下册的数学学习中,我们迎来了一个有趣且富有挑战性的单元——《数学广角——鸽巢问题》。
这个单元的知识看似神秘,其实与我们的日常生活紧密相连,它就像一把神奇的钥匙,能帮助我们打开思维的大门,发现隐藏在平凡事物背后的数学规律。
什么是鸽巢问题呢?让我们先来想象一个场景:有 5 只鸽子要飞进4 个鸽巢,那么无论怎么飞,总有一个鸽巢里至少飞进了 2 只鸽子。
这看似简单的现象,其实蕴含着深刻的数学原理。
鸽巢问题的核心原理就是“最不利原则”。
简单来说,就是在考虑所有可能的最不利情况后,再去得出结论。
比如上面提到的 5 只鸽子进 4个鸽巢的例子,最不利的情况就是每个鸽巢都先飞进了 1 只鸽子,这时还剩下 1 只鸽子,无论它飞进哪个鸽巢,都会使得这个鸽巢里有 2只鸽子。
为了更好地理解鸽巢问题,我们再来看几个例子。
假设有 6 本书要放进 5 个抽屉,按照最不利原则,先在每个抽屉里放 1 本书,这时还剩下 1 本书,所以必然有一个抽屉里至少有 2 本书。
再比如,有 7 只铅笔放进 3 个文具盒,最不利的情况是每个文具盒先放 2 只铅笔,这时还剩下 1 只铅笔,无论放到哪个文具盒,都会有一个文具盒里至少有 3 只铅笔。
鸽巢问题在生活中的应用也非常广泛。
比如在抽奖活动中,假设一共准备了 100 张奖券,要分给 50 个人,那么几乎可以肯定,至少有两个人会抽到相同的奖券。
又比如在一群人的生日中,只要人数超过 366 人(不考虑闰年),就必定会有至少两个人在同一天过生日。
那么,我们如何解决鸽巢问题呢?首先,要明确题目中给出的“鸽子”和“鸽巢”分别是什么。
然后,根据最不利原则进行分析。
通常,我们可以通过列式计算来得出结论。
比如,有n 只鸽子要放进m 个鸽巢,如果 n÷m =a……b(其中 b 不为 0),那么至少有 a + 1 只鸽子会在同一个鸽巢里。
在解决鸽巢问题时,我们还要注意一些容易出错的地方。
人教版数学六年级下册鸽巢问题教学设计推荐3篇〖人教版数学六年级下册鸽巢问题教学设计第【1】篇〗第五单元数学广角——鸽巢问题第一课时课题:鸽巢问题教学内容:教材第68-70页例1、例22,及“做一做”的第1题,及第71页练习十三的1-2题。
教学目标:1、知识与技能:理解“鸽巢问题”的特点,理解“鸽巢原理”的含义。
使学生学会用此原理解决简单的实际问题。
2、过程与方法:经历探究“鸽巢原理”的学习过程,体验观察、猜想、实验、推理等活动的学习方法,渗透数形结合的思想。
3、情感、态度和价值观:通过用“鸽巢问题”解决简单的实际问题,激发学生的学习兴趣,使学生感受数学的魅力。
教学重难点:重点:引导学生把具体问题转化成“鸽巢问题”。
难点:找出“鸽巢问题”解决的窍门实行反复推理。
教学准备:课件。
教学过程:一.情境导入二、探究新知1.教学例1.(课件出例如题1情境图)思考问题:把4支铅笔放进3个笔筒中,不管怎么放,总有1个笔筒里至少有2支铅笔。
为什么呢?“总有”和“至少”是什么意思?学生通过操作发现规律→理解关键词的含义→探究证明→理解“鸽巢问题”的学习过程来解决问题。
(1)操作发现规律:通过吧4支铅笔放进3个笔筒中,能够发现:不管怎么放,总有1鸽笔筒里至少有2支铅笔。
(2)理解关键词的含义:“总有”和“至少”是指把4支铅笔放进3个笔筒中,不管怎么放,一定有1个笔筒里的铅笔数大于或等于2支。
(3)探究证明。
方法一:用“枚举法”证明。
方法二:用“分解法”证明。
把4分解成3个数。
由图可知,把4分解3个数,与枚举法相似,也有4中情况,每一种情况分得的3个数中,至少有1个数是不小于2的数。
方法三:用“假设法”证明。
通过以上几种方法证明都能够发现:把4只铅笔放进3个笔筒中,无论怎么放,总有1个笔筒里至少放进2只铅笔。
(4)理解“鸽巢问题”像上面的问题就是“鸽巢问题”,也叫“抽屉问题”。
在这里,4支铅笔是要分放的物体,就相当于4只“鸽子”,“3个笔筒”就相当于3个“鸽巢”或“抽屉”,把此问题用“鸽巢问题”的语言描绘就是把4只鸽子放进3个笼子,总有1个笼子里至少有2只鸽子。
5、数学广角——鸽巢问题单元分析一、教材分析:本教材专门安排“数学广角”这一单元,向学生渗透一些重要的数学思想方法。
和以往的义务教育教材相比,这部分内容是新增的内容。
本单元教材通过几个直观例子,借助实际操作,向学生介绍“鸽巢问题”,使学生在理解“鸽巢问题”这一数学方法的基础上,对一些简单的实际问题加以“模型化”,会用“鸽巢问题”加以解决。
在数学问题中,有一类与“存在性”有关的问题。
在这类问题中,只需要确定某个物体(或某个人)的存在就是可以了,并不需要指出是哪个物体(或人)。
这类问题依据的理论我们称之为“抽屉原理”。
“抽屉原理”最先是19世纪的德国数学家狄利克雷运用于解决数学问题的,所以又称“狄利克雷原理”,也称之为“鸽巢问题”。
“鸽巢问题”的理论本身并不复杂,甚至可以说是显而易见的。
但“鸽巢问题”的应用却是千变万化的,用它可以解决许多有趣的问题,并且常常能得到一些令人惊异的结论。
因此,“鸽巢问题”在数论、集合论、组合论中都得到了广泛的应用。
“鸽巢原理”的变式很多,在生活中运用广泛,学生在生活中常常遇到此类问题。
教学时,要引导学生先判断某个问题是否属于“鸽巢原理”可以解决的范畴。
能不能将这个问题同“鸽巢原理”结合起来,是本次教学能否成功的关键。
所以,在教学中,应有意识地让学生理解“鸽巢原理”的“一般化模型”。
六年级的学生理解能力、学习能力和生活经验已达到能够掌握本章内容的程度。
教材选取的是学生熟悉的,易于理解的生活实例,将具体实际与数学原理结合起来,有助于提高学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
二、三维目标:1、知识与技能:引导学生通过观察、猜测、实验、推理等活动,经历探究“鸽巢原理”的过程,初步了解“鸽巢原理”的含义,会用“鸽巢原理”解决简单的实际问题。
2、过程与方法:1)经历探究“鸽巢原理”的学习过程,体验观察、猜测、实验、推理等活动的学习方法,渗透数形结合的思想。
(2)学会与人合作,并能与人交流思维过程和结果。
3、情感态度与价值观:(1)积极参与探索活动,体验数学活动充满着探索与创造。
(2)体会数学与生活的紧密联系,感受数学在实际生活中的作用,体验学数学、用数学的乐趣。
(3)通过“鸽巢原理”的灵活应用,感受数学的魅力。
(4)理解知识的产生过程,受到历史唯物注意的教育。
三、教学重点:应用“鸽巢原理”解决实际问题,引导学会把具体问题转化成“鸽巢问题。
四、教学难点:理解“鸽巢原理”,找出”鸽巢问题“解决的窍门进行反复推理。
六、课时安排:3课时鸽巢问题-------------------1课时“鸽巢问题”的具体应用------1课时练习课---------------------1课时第一课时鸽巢问题(1)(总第56课时)【教学内容】最简单的鸽巢问题(教材第68页例1和第69页例2)。
【教学目标】1.理解简单的鸽巢问题及鸽巢问题的一般形式,引导学生采用操作的方法进行枚举及假设法探究“鸽巢问题”。
2.体会数学知识在日常生活中的广泛应用,培养学生的探究意识。
【重点难点】了解简单的鸽巢问题,理解“总有”和“至少”的含义。
【教学准备】实物投影,每组3个文具盒和4枝铅笔。
【情景导入】教师:同学们,你们在一些公共场所或旅游景点见过电脑算命吗?“电脑算命”看起来很深奥,只要你报出自己的出生年月日和性别,一按键,屏幕上就会出现所谓性格、命运的句子。
通过今天的学习,我们掌握了“鸽巢问题”之后,你就不难证明这种“电脑算命”是非常可笑和荒唐的,是不可相信的鬼把戏了。
(板书课题:鸽巢问题)教师:通过学习,你想解决哪些问题?根据学生回答,教师把学生提出的问题归结为:“鸽巢问题”是怎样的?这里的“鸽巢”是指什么?运用“鸽巢问题”能解决哪些问题?怎样运用“鸽巢问题”解决问题?【新课讲授】1.教师用投影仪展示例1的问题。
同学们手中都有铅笔和文具盒,现在分小组形式动手操作:把四支铅笔放进三个标有序号的文具盒中,看看能得出什么样的结论。
组织学生分组操作,并在小组中议一议,用铅笔在文具盒里放一放。
教师指名汇报。
学生汇报时会说出:1号文具盒放4枝铅笔,2号、3号文具盒均放0枝铅笔。
教师:不妨将这种放法记为(4,0,0)。
〔板书:(4,0,0)〕教师提出:(4,0,0)(0,4,0)(0,0,4,)为一种放法。
教师:除了这种放法,还有其他的方法吗?教师再指名汇报。
学生会有(4,0,0)(0,1,3)(2,2,0)(2,1,1)四种不同的方法。
教师板书。
教师:还有不同的放法吗教师:通过刚才的操作,你能发现什么?(不管怎么放,总有一个盒子里至少有2枝铅笔。
)教师:“总有”是什么意思?(一定有)教师:“至少”有2枝什么意思?(不少于两只,可能是2枝,也可能是多于2枝)教师:就是不能少于2枝。
(通过操作让学生充分体验感受)教师进一步引导学生探究:把5枝铅笔放进4个文具盒,总有一个文具盒要放进几枝铅笔?指名学生说一说,并且说一说为什么?教师:把4枝笔放进3个盒子里,和把5枝笔放进4个盒子里,不管怎么放,总有一个盒子里至少有2枝铅笔。
这是我们通过实际操作发现的这个结论。
那么,我们能不能找到一种更为直接的方法,只摆一种情况,也能得到这个结论呢?学生思考——组内交流——汇报教师:哪一组同学能把你们的想法汇报一下?学生会说:我们发现如果每个盒子里放1枝铅笔,最多放3枝,剩下的1枝不管放进哪一个盒子里,总有一个盒子里至少有2枝铅笔。
教师:你能结合操作给大家演示一遍吗?(学生操作演示)教师:同学们自己说说看,同桌之间边演示边说一说好吗?教师:这种分法,实际就是先怎么分的?学生:平均分。
教师:为什么要先平均分?(组织学生讨论)学生汇报:要想发现存在着“总有一个盒子里一定至少有2枝”,先平均分,余下1枝,不管放在哪个盒子里,一定会出现“总有一个盒子里一定至少有2枝”。
这样分,只分一次就能确定总有一个盒子至少有几枝笔了?教师:同意吗?那么把5枝笔放进4个盒子里呢?(可以结合操作,说一说) 教师:哪位同学能把你的想法汇报一下?学生:(一边演示一边说)5枝铅笔放在4个盒子里,不管怎么放,总有一个盒子里至少有2枝铅笔。
师:把6枝笔放进5个盒子里呢?还用摆吗?生:6枝铅笔放在5个盒子里,不管怎么放,总有一个盒子里至少有2枝铅笔。
师:把7枝笔放进6个盒子里呢?把8枝笔放进7个盒子里呢?把9枝笔放进8个盒子里呢教师:你发现什么学生:铅笔的枝数比盒子数多1,不管怎么放,总有一个盒子里至少有2枝铅笔。
教师:你们的发现和他一样吗?(一样)你们太了不起了!同桌互相说一遍。
把100枝铅笔放进99个文具盒里会有什么结论?一起说。
巩固练习:教材第68页“做一做”。
A组织学生在小组中交流解答。
B指名学生汇报解答思路及过程。
2.教学例2。
①出示题目:把7本书放进3个抽屉里,不管怎么放,总有一个抽屉里至少有几本书请同学们小组合作探究。
探究时,可以利用每组桌上的7本书。
活动要求:a.每人限独立思考。
b.把自己的想法和小组同学交流。
c.如果需要动手操作,可以利用每桌上的7本书,要有分工,并要全面考虑问题。
(谁分铅笔,谁当抽屉,谁记录等)d.在全班交流汇报。
(师巡视了解各种情况)学生汇报。
哪个小组愿意说说你们的方法?把你们的发现和大家一起分享,学生可能会有以下方法:a.动手操作列举法。
学生:通过操作,我们把7本书放进3个抽屉,总有一个抽屉至少放进3本书。
b.数的分解法。
把7分解成三个数,有(7,0),(6,1),(5,2),(4,3)四种情况。
在任何一种情况下,总有一个数不小于3。
教师:通过动手摆放及把数分解两种方法,我们知道把7本书放进3个抽屉,总有一个抽屉至少放进几本书(3本)②教师质疑引出假设法。
教师:同学们通过以上两种方法,知道了把7本书放进3个抽屉,总有一个抽屉至少放进3本书,但随着书的本数越多,数据变大,如:要把155本书放进3个抽屉呢?用列举法、数的分解法会怎么样?(繁琐)我们能不能找到一种适用各种数据的方法呢?请同学们想想。
板书:7本3个2本??余1本(总有一个抽屉里至少有3本书)8本3个2本??余2本(总有一个抽屉里至少有3本书)10本3个3本??余1本(总有一个抽屉里至少有4本书)师:2本、3本、4本是怎么得到的?生:完成除法算式。
7÷3=2本??1本(商加1)8÷3=2本??2本(商加1)10÷3=3本??1本(商加1)师:观察板书你能发现什么?学生:“总有一个抽屉里的至少有3本”,只要用“商+1”就可以得到。
师:如果把5本书放进3个抽屉里,不管怎么放,总有一个抽屉里至少有几本书?学生:“总有一个抽屉里至少有3本”只要用5÷3=1本??2本,用“商+2”就可以了。
学生有可能会说:不同意!先把5本书平均分放到3个抽屉里,每个抽屉里先放1本,还剩2本,这2本书再平均分,不管分到哪两个抽屉里,总有一个抽屉里至少有2本书,不是3本书。
师:到底是“商+1”还是“商+余数”呢?谁的结论对呢?在小组里进行研究、讨论、交流、说理活动。
可能有三种说法:a.我们组通过讨论并且实际分了分,结论是总有一个抽屉里至少有2本书,不是3本书。
b.把5本书平均分放到3个抽屉里,每个抽屉里先放1本,余下的2本可以在2个抽屉里再各放1本,结论是“总有一个抽屉里至少有2本书”。
c.我们组的结论是5本书平均分放到3个抽屉里,“总有一个抽屉里至少有2本书”用“商加1”就可以了,不是“商加2”。
教师:现在大家都明白了吧?那么怎样才能够确定总有一个抽屉里至少有几个物体呢学生回答:如果书的本数是奇数,用书的本数除以抽屉数,再用所得的商加1,就会发现“总有一个抽屉里至少有商加1本书”了。
教师讲解:同学们的这一发现,称为“抽屉原理”,“抽屉原理”又称“鸽笼原理”,最先是由19世纪的德国数学家狄里克雷提出来的,所以又称“狄里克雷原理”,也称为“鸽巢原理”。
这一原理在解决实际问题中有着广泛的应用。
“抽屉原理”的应用是千变万化的,用它可以解决许多有趣的问题,并且常常能得到一些令人惊异的结果。
下面我们应用这一原理解决问题。
提问:尽量把书平均分给各个抽屉,看每个抽屉能分到多少本书,你们能用什么方式表示这一平均的过程呢?学生在练习本上列式:7÷3=2??1。
集体订正后提问:这个有余数的除法算式说明了什么问题?生:把7本书平均放进3个抽屉,每个抽屉有两本书,还剩一本,把剩下的一本不管放进哪个抽屉,总有一个抽屉至少放三本书。
③引导学生归纳鸽巢问题的一般规律。
a.提问:如果把10本书放进3个抽屉会怎样?13本呢?b.学生列式回答。
c.教师板书算式:10÷3=3??1(总有一个抽屉至少放4本书)13÷3=4??1(总有一个抽屉至少放5本书)④观察特点,寻找规律。