抽屉原理及其简单应用

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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

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

抽屉。

5÷4=1……1,1+1=2;总有一个抽屉至少会有两个数。而同一个抽屉的两个数的差一定是4的倍数(根据同余定理)

5.把红、黄、蓝三种颜色的小棒各10根混在一起。如果让你闭上眼睛,每次最少拿出几根才能保证一定有 2 根同色的小棒?

(书本P73 T3)(把2该成4)

解答:这是抽屉原理进行逆向思维的例子,一共有三种颜色小棒,我们可以把三种颜色看成3个抽屉。要求最少拿出几根,就是求物体的个数。用式子表示A÷3=1……B,(因为要保证一定有2根,所以商是1。)相当于求除法算式中的被除数。当B=1时,A最小,等于1×3+1=4。

同样要保证4根话,商应该是3,所以算式是3×3+1=10

6.春秋旅行社组织游客去游览长城、故宫、鸟巢。规定每人最少去一处,最多去两处,那么至少几个游客才能保证有两个游客游览的景点相同?

解答:这道题也是逆向思维题,也是求物体个数。但抽屉数没有直接告诉我们。需要构建抽屉。根据条件“每人最少去一处,最多去两处”找出有几种情况才可以做成抽屉.(用A\B\C 表示A、B、C、AB、AC、BC)共6种情况做成6个抽屉。那么需要物体的个数就是1×6+1=7

7.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。

解:因为任意分成四组,必有一组的女生多于2人,所以女生至少有4×2+1=9(人);因为任意10人中必有男生,所以女生人数至多有9人。所以女生有9人,男生有55-9=46(人)