抽屉原理及其

2024-07-15

抽屉原理及其(精选8篇)

篇1:抽屉原理及其

抽屉原理及其应用

张 志 修

摘要:抽屉原理虽然简单,但应用却很广泛,它可以解答很多有趣的问题,其中有些问题还具有相当的难度。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。运用抽屉原理,制造抽屉是运用原则的一大关键。首先要确定分类对象(即“物体”),再从分类对象中找出分类规则(即“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。一般来说,“抽屉”的个数应比“物体”的个数少,最后运用抽屉原理。

关键词:代数 几何 染色 存在性

引言

抽屉原理最早是由德国数学家狄利克雷发现的,因此也叫狄利克雷重叠原则。抽屉原理是一条重要的理论。运用抽屉原理可以论证许多关于“存在”、“总有”、“至少有”的存在性问题。学习抽屉原理可以用来解决数学中的许多问题,也可以解决生活中的一些现象。

抽屉原理的内容

第一抽屉原理:

原理1 把多于n个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有2个或2个以上的物体。

[证明](反证法):如果每个抽屉至多只能放进一个物体,那么物体的总数至多是n,而不是题设的nkk1,这不可能。

原理2 把多于mn(m乘以n)个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有m1个或多于m1个的物体。

[证明](反证法):若每个抽屉至多放进m个物体,那么n个抽屉

至多放进mn个物体,与题设不符,故不可能。

原理3 把无穷多件物体放入n个抽屉,则至少有一个抽屉里 有无穷个物体。.原理1 2 3都是第一抽屉原理的表述 第二抽屉原理:

把mn﹣1个物体放入n个抽屉中,其中必有一个抽屉中至多有mn﹣1个物体。

[证明](反证法):若每个抽屉都有不少于m个物体,则总共至少有mn个物体,与题设矛盾,故不可能。

一、应用抽屉原理解决代数问题

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,它易于接受,在数学问题中有重要的作用。

1、整除问题常用剩余类作为抽屉。把所有整数按照除以某个自然数m的余数分为m类,叫做m的剩余类或同余类,用0,„,2,1,m﹣1表示。

例1:对于任意的五个自然数,证明其中必有3个数的和能被3整除。

证明∵任何数除以3所得余数只能是0,1,2,不妨分别构造为3个抽屉:

0,1,2

①若这五个自然数除以3后所得余数分别分布在这3个抽屉中

(即抽屉中分别为含有余数为0,1,2,的数),我们从这三个抽屉中各取1个(如1到5中取3,4,5),其和34512 必能被3整除。

②若这5个余数分布在其中的两个抽屉中,则其中必有一个抽屉,包含有3个余数(抽屉原理),而这三个余数之和或为0,或为3,或为6,故所对应的3个自然数之和是3的倍数。

③若这5个余数分布在其中的一个抽屉中,很显然,必有3个自然数之和能被3整除。

2、还有的以集合造抽屉

例2: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?

分析与解答:在这12个自然数中,差是7的自然数有以下5对:12,5 11,4 10,3 9,2 8,1。另外,还有2个不能配对的数是6 7。可构造抽屉原理,共构造了7个抽屉。只要有两个数是取自同一个抽屉,那么它们的差就等于7。这7个抽屉可以表示为12,5 11,4 10,3

9,2 8,1 6 7,显然从7个抽屉中取8个数,则一定可以使有两个数字来源于同一个抽屉,也即作差为7。

二、应用抽屉原理解决几何问题

利用分割图形的方法构造抽屉

本方法主要用于解决点在几何图形中的位置分布和性质问题,通常我们把一个几何图形分割成几部分,然后把每一部分当做一个“抽屉”,每个抽屉里放入相应的元素。

例3:已知边长1为的等边三角形内有5个点,则至少有两个点

距离不大于1/2。

证明:用两边中点的连线将边长为1的等边三角形分成 四个边长为1/2的等边三角形,若规定边DE、EF、FD上的 点属于三角形DEF,则三角形ABC内的所有点被分为 4个全等的小等边三角形,由抽屉原理,三角形内的任意5个点至少有2个点属于同一小等边三角形,由“三角形内(包括边界)任意两点间的距离不大于其最大边长”知这两个点距离不大于1/2。

抽屉原理与中学数学的关系,常用抽屉原理的最值的思路解中学数学题。

例4:用柯西不等式及二元均值不等式证明了如下三角不等式: 在△ABC中,有sin2Asin2Bsin2C.证明:由抽屉原理知sinA,sinB,sinC中必有两个不大于或不小于3294,不妨设sinA33,sinB22或sinA33,sinB22则[sin2A(323)][sin2B()2]0,故 2243sin2Asin2Bsin2Asin2B

34于是

43sin2Asin2Bsin2Csin2Asin2Bsin2C

344cos(AB)cos(AB)23]sin2C =[32413(1cosC)21cos2C 34219(cosC)2 3249 4

三、应用抽屉原理解决染色问题

染色问题是数学中的重要内容之一,也是深受广大师生喜爱的的题目类型之一。染色问题是借用图论的思想心提高解决问题的能力,所涉及的各科数学知识都不是很难,但染色法解数学问题技巧性非常强,而且解题的途径都比较独特,难度往往在于寻求解决问题的关键所在或最佳方法.

平面染色问题为点染色或线染色问题。通常是根据各个物体所存在的状态,将它们的状态看作抽屉原理中的“抽屉”和“元素”,从而来解决问题的。

(1)点染色问题

例5:将平面上每点都任意地染上黑白两色之一。求证:一定存在一个边长为1或3的正三角形,它的三个顶点同色。

证明:在这个平面上作一个边长为1的正三角形。如果A、B、C这三点同色,则结论成立,故不妨设A和B异色。以线段AB为底边,作一个腰长为2的等腰ABD。由于点A和B异色,故无论D为何色,总有一腰的两个端点异色。不妨设点A和D异色。设AD的中点为E,则AE=ED=1。不妨设点A和E为白色,点D为黑色。

以AE为一边,在直线AD两侧各作一个等边三角形:AEF与AEG。若点F和G中有一个是白点,则导致一个边长为1的等边三角形的三个顶点都是白点;否则,边长为3的等边DFG的三个顶点同为黑点。

(2)边染色问题

例6:假设在一个平面上有任意六个点,无三点共线,每两点用红色或蓝色的线段连起来,都连好后,问你能不能找到一个由这些线构成的三角形,使三角形的三边同色?

解:首先可以从这六个点中任意选择一点,然后把这一点到其他五点间连五条线段,在这五条线段中,至少有三条线段是同一种颜色,假定是红色,现在我们再单独来研究这三条红色的线。这三条线段的另一端或许是不同颜色,假设这三条线段(虚线)中其中一条是红色的,那么这条红色的线段和其他两条红色的线段便组成了我们所需要的同色三角形,如果这三条线段都是蓝色的,那么这三条线段也组成我们所需要的同色三角形。因而无论怎样着色,在这六点之间的所有线段中至少能找到一个同色三角形。

四、应用抽屉原理解决实际问题

在有些问题中,“抽屉”和“物体”不是很明显的,需要精心制造“抽屉”和“物体”.如何制造“抽屉”和“物体”可能是很困难的,一方面需要认真地分析题目中的条件和问题,另一方面需要多做一些题积累经验。

例7:黑色、白色、黄色的筷子各有8根,混杂地放在一起,黑暗中想从这些筷子中取出颜色不同的2双筷子(每双筷子两根的颜色应一样),问至少要取材多少根才能保证达到要求?

解:这道题并不是品种单一,不能够容易地找到抽屉和苹果,由于有三种颜色的筷子,而且又混杂在一起,为了确保取出的筷子中有2双不同颜色的筷子,可以分两步进行。第一步先确保取出的筷子中

有1双同色的;第二步再从余下的筷子中取出若干根保证第二双筷子同色。首先,要确保取出的筷子中至少有1双是同色的,我们把黑色、白色、黄色三种颜色看作3个抽屉,把筷子当作苹果,根据抽屉原则,只需取出4根筷子即可。其次,再考虑从余下的20根筷子中取多少根筷子才能确保又有1双同色筷子,我们从最不利的情况出发,假设第一次取出的4根筷子中,有2根黑色,1根白色,1根黄色。这样,余下的20根筷子,有6根黑色的,7根白色的,7根黄色的,因此,只要再取出7根筷子,必有1根是白色或黄色的,能与第一次取出的1根白色筷子或黄色筷子配对,从而保证有2双筷子颜色不同,总之,在最不利的情况下,只要取出4711根筷子,就能保证达到目的。

例8:某校校庆,来了n位校友,彼此认识的握手问候.请你证明无论什么情况,在这n个校友中至少有两人握手的次数一样多。

分析与解答:共有n位校友,每个人握手的次数最少是0次,即这个人与其他校友都没有握过手;最多有n﹣1次,即这个人与每位到会校友都握了手.然而,如果有一个校友握手的次数是0次,那么握手次数最多的不能多于n﹣2次;如果有一个校友握手的次数是n-1次,那么握手次数最少的不能少于1次.不管是前一种状态0、1、2、„、n﹣2,还是后一种状态1、2、3、„、n-1,握手次数都只有n﹣1种情况.把这n-1种情况看成n-1个抽屉,到会的n个校友每人按照其握手的次数归入相应的“抽屉”,根据抽屉原理,至少有两个人属于同一抽屉,则这两个人握手的次数一样多。

抽屉原理虽然简单,但应用却很广泛,它可以解答很多有趣的问题,其中有些问题还具有相当的难度。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。运用抽屉原理,制造抽屉是运用原则的一大关键。首先要确定分类对象(即“物体”),再从分类对象中找出分类规则(即“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。一般来说,“抽屉”的个数应比“物体”的个数少,最后运用抽屉原理。解决问题,抽屉原理是一个利器。我们在解题的过程中可以迅速代入,更多要思考怎样用抽屉原理让问题清晰化,简单化。通过学习,使我的逻辑思维能力得到了提高,扩展了我的知识面,掌握了“抽屉原理”的基本内容,懂得把所学知识运用到生活中去,运用“抽屉原理”解决生活中的许许多多以前不明白的现象。

参考文献:

[1] 殷志平、张德勤著《数学解题转化策略举要》

《中学教学教与学》1996.1 第19页 [2] 宿晓阳著《用抽屉原理巧证一个三角不等式》

《中学数学月刊》2010.6 第45页

[3] 其他参考:http:// http://baike.baidu.com/view/8899.htm http://wenku.baidu.com/view/4527ed3710661ed9ad51f30e.html http://wenku.baidu.com/view/158dd2***92ef78c.html http:///free/20101221/84545509713564.html http://wenku.baidu.com/view/4272e8f9941ea76e58fa0489.html 8

篇2:抽屉原理及其

摘 要: 本文着重从抽屉的构造方法阐述抽屉原理,介绍了抽屉原理及其常见形式,并结合实例探讨了这一原理在高等数学和初等数论中的应用。关键词: 组合数学;抽屉原理;抽屉构造

1.引言

抽屉原理也叫鸽笼原理, 它是德国数学家狄利克雷(P.G.T.Dirichlet)首先提出来的, 因此也称作狄利克雷原理.它是数学中一个基本的原理,在数论和组合论中有着广泛的应用。在数学的学习研究中,我们也可以把它看作是一种重要的非常规解题方法,应用它能解决许多涉及存在性的数学问题。

2.抽屉原理的基本形式与构造

2.1基本形式

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Ⅱ 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

m , 当n能整除m时,nkm  1 , 当n不能整除m时.n原理Ⅲ 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元素。

2.2基本构造

利用抽屉原理解题过程中首先要注意指明什么是元素,什么是抽屉,元素进入抽屉的规则是什么,以及在同一个盒子中,所有元素具有的性质。构造抽屉是用抽屉原理解题的关键。有的题目运用一次抽屉原理就能解决,有的则需反复用多次;有些问题明显能用抽屉原理解决,但对于较复杂的问题则需经过一番剖析转化才能用抽屉原理解决。3.利用抽屉原理解题的常用方法

3.1利用划分数组构造抽屉

例1 在前12个自然数中任取七个数,那么, 一定存在两个数, 其中的一个数是另一个数的整数倍。

分析:若能把前12个自然数划分成六个集合, 即构成六个抽屉,使每个抽屉内的数或只有一个, 或任意的两个数, 其中的一个是另一个的整数倍,这样, 就可以由抽屉原理来推出结论。现在的问题是如何对这12个自然数:1,2 ,„,12 进行分组, 注意到一个自然数, 它要么是奇数, 要么是偶数。若是偶数, 我们总能把它表达为奇数与2k(k1,2,3...)的乘积的形式,这样, 如果允许上述乘积中的因子2k的指数K可以等于零, 则每一个自然数都可表达成“ 奇数2k”(k1,2,3...)的形式, 于是, 把1,2,3„,12个自然数用上述表达式进行表达, 并把式中“奇数” 部分相同的自然数作为一组, 构成一个抽屉。

证明: 把前12个自然数划分为如下六个抽屉:

A1={120,121,122,123} A2={320,321,322} A3={520,521} A4={720} A5={920} A6={1120} 显然, 上述六个抽屉内的任意两个抽屉无公共元素, 且A1+A2+...+A6={1,2,3,...,12}.于是,由抽屉原理得,对于前12个自然数不论以何种方式从其中取出七个数,必定存在两个数同在上述六个抽屉的某一个抽屉内。设x、y是这两个数,因为A4、A5、A6都是单元素集,因此,x、y不可能同在这三个抽屉中的任何一个抽屉内。可见,x、y必同在A1、A2、A3的三个抽屉中的某一个之内,这样x和y两个数中,较大的数必是较小数的整数倍。例2 学校组织1993名学生参观天安门,人民大会堂和历史博物馆,规定每人必须去一处,最多去两处参观。那么至少有多少学生参观的地方完全相同?

分析:我们可以把某学生参观某处记作“1”,没有去参观记作“0”。并用有序数组{a,b,c}表示学生去参观天安门、人民大会堂和历史博物馆的不同情况。因为规定每人必须去一处,最多去两处,所以参观的方式,只有下列六种可能:

{1、1、0} {1、0、1} {0、1、1} {1、0、0} {0、1、0} {0、0、1} 把这六种情况作为六个抽屉,根据抽屉原理,在1993名学生中,至少有(1993)+1=333人参观的地方相同。63.2利用余数构造抽屉

把所有整数按照除以某个自然数m的余数分为m类,叫做m的剩余类或同余类,用[0],[1],[2],„,[m1]表示。在研究与整除有关的问题时,常常用剩余类作为抽屉。

例3 对于任意的五个自然数,证明其中必有3 个数的和能被3 整除。

证明:任何数除以3 所得余数只能是0,1,2,不妨分别构造为3个抽屉:[0],[1],[2]

1、若这五个自然数除以3 后所得余数分别分布在这3 个抽屉中(即抽屉中分别为含有余数为0,1,2 的数),我们从这三个抽屉中各取1 个(如1到5中取3,4,5),其和(3+4+5=12)必能被3 整除。

2、若这5 个余数分布在其中的两个抽屉中,则其中必有一个抽屉,包含有3 个余数(抽屉原理),而这三个余数之和或为0,或为3,或为6,故所对应的3 个自然数之和是3 的倍数。

3、若这5 个余数分布在其中的一个抽屉中,很显然,必有3 个自然数之和能被3 整除。

3.3利用等分区间构造抽屉

所谓等分区间简单的说即是:如果在长度为1的区间内有多于n个的点,可考虑把区间n等分成n个子区间,这样由抽屉原理可知,一定有两点落在同一子

1区间,它们之间的距离不大于这种构造法常用于处理一些不等式的证明。

n例4 已知11个数x1,x2,,x11,全满足0xi1 ,i=1, 2  ,11,证明必有两个xi,xj(ij)满足xixj1.101.由抽屉原理,10证明:如图1,将实数轴上介于0与1那段(连同端点)等分为10小段(这10个小段也就是10个等分区间,即10个抽屉),每一小段长为

1111个点(数)中至少有+1=2个点落在同一条小线段上,这两点相应的数之差

10的绝对值 1.100

图1 对于给定了一定的长度或区间并要证明不等式的问题,我们常常采用等分区间的构造方法来构造抽屉,正如上面的例子,在等分区间的基础上我们便很方便的构造了抽屉,从而寻找到了证明不等式的一种非常特殊而又简易的方法,与通常的不等式的证明方法(构造函数法,移位相减法)相比,等分区间构造抽屉更简易,更容易被人接受。

3.4利用几何元素构造抽屉

在涉及到一个几何图形内有若干点时,常常是把图形巧妙地分割成适当的部分,然后用分割所得的小图形作抽屉。这种分割一般符合一个“分划”的定义,即抽屉间的元素既互不重复,也无遗漏;但有时根据解题需要,分割也可使得抽屉之间含有公共元素。

例5 如果直径为5的圆内有10个点,求证其中有某两点的距离小于2。分析:把圆等分成9个扇形而构造出9个抽屉,是最先考虑到的,但显然是不行的(虽然有两个点在某一扇形内,但不能确认它们之间的距离小于2)。转而考虑先用一个与已知圆同心,半径为1 的不包含边界的小圆作为一个抽屉,然后把圆环部分等分成八个部分,如图二所示,这样就构成了9个抽屉。

证明:先将圆分成八个全等的扇形,再在中间作一个直径d=1.8的圆(如图2),这就把已知的圆分成了9个区域(抽屉).由抽屉原理,圆内的10个点(球),必有两点落在同一区域内,只须证明每个区域中的两点的距离都小于2.显然,小圆内任两点间的距离小于2,又曲边扇形ABCD中,AB2,AD2,CD2,而任两点距离最大者AC,有

AC =OA2OC22OAOCcos45

=2.520.922.50.92=3.88<2.图2

3.5利用状态制构造抽屉

例6 设有六点,任意三点不共线,四点不共面,如果把这六个点两两用直线联系起来,并把这些直线涂以红色或者蓝色.求证:不论如何涂色,总可以找到三点,做成以它们为顶点的三角形,而这三角形三边涂有相同的颜色。

分析:设已知六点为A1,A2,A3,A4,A5,A6,由于任三点不共线,所以任三点均可作为某三角形的三个顶点。

证明:从六个点中任取一点A1,将A1与其余五点相连得到五条线段,线段如下所示: A1A2,A1A3,A1A4,A1A5,A1A6,这五条线段只有两种颜色即红色或者蓝色,由抽屉原理知,至少有三条涂有同一种颜色。颜色为抽屉,线段为元素,不妨设A1A2,A1A3,A1A4,涂有红色,这时我们考察△A2A3A4

(1)若△A2A3A4中有一条红色边,如A2A3,则△A1A2A3为三边同红的三角形;

(2)若△A2A3A4中无一条红色边,则△A2A3A4就是三边均为蓝色的三角形。4.抽屉原理的应用

4.1抽屉原理在高等数学中的应用

高等数学中一些问题抽象,复杂,解答比较困难,如果一些问题巧妙地运用抽屉原理会收到很好的效果,下列举例介绍抽屉原理在高等数学中的巧妙应用。

例7 设A为n阶方阵,证明:存在1in,使秩(Ai)=秩(Ai1)=秩(Ai2)

证明:因为n阶方阵的秩只能是0,1 , 2,  ,n这n+1个一,由抽屉原理可知,存在k,l满EA0,A,A2,,An,An1,E的个数多于秩的个数,足1k

秩(Ak)= 秩(Al), 但

秩(Ak)秩(Ak1)„秩(Al), 所以

秩(Ak)=秩(Ak1), 利用此式与秩的性质得

秩(ABC)秩(AB)+秩(BC)-秩(B), 这里的A,B,C是任意三个可乘矩阵,用数学归纳法可证

秩(Akm)=秩(Akm1).其中m为非负整数,故命题的结论成立。

4.2抽屉原理在初等数论中的应用

例8(中国剩余定理)令m和n为两个互素的正整数,并令a和b为整数,且0am1以及0bn1,则存在一个正整数x,使得x 除以m 的余数是a,并且x 除以n 的余数为b,即x可以写成xpma的同时又可以写成xqnb的形式,这里p 和q 是整数。

(n1)ma,证明: 为了证明这个结论考虑n 个整数a,ma,2ma,„,这些整数中的每一个除以m都余a.设其中的两个除以n 有相同的余数r. 令这两个数为ima 和jma,其中存在两整数qi和qj,使得imaqinr及jmaqjnr,0ijn1.因此,这两个方程相减可得(ji)m(qjqi)n.于是n是(ji)m的一个因子. 由于n和m没有除1 之外的公因子,因此n是ji的因子. 然而,0ijn1意味着,0jin1,也就是说n 不可能是ji的因子. 该矛盾产生于我们的假设: n个整数a,ma,2ma,...,(n1)ma中有两个除以n会有相同的余数。

因此这n个数中的每一个数除以n 都有不同的余数。

根据抽屉原理,n个数0,1,„,n1 中的每一个作为余数都要出现,特别地,数b也是如此。令p 为整数,满足0pn1,且使数xpma 除以n余数为b. 则对于某个适当的q,有xqnb.

因此,xpma且xqnb,从而x具有所要求的性质。

5.结束语

本文对抽屉原理的常见形式及其应用结合实例做了一些探讨,为数学解题提供了一种简便的方法.应用抽屉原理解题的难点在于如何恰当的构造抽屉,而制造抽屉的办法是灵活多变的, 不能生搬硬套某个模式, 需要灵活运用。

参考文献

[1]陈景林,阎满富.组合数学与图论.北京:中国铁道出版社出版,2000.4-6 [2]曹汝成.组合数学.广州:华南理工大学出版社,2001.170-173 [3]钟颖.关于抽屉原理[J].成都教育学院学报,2003,17(7):75.[4]朱华伟,符开广.抽屉原理[J].数学通讯,2006,19(17):37.[5]忘向东,周士藩等.高等代数常用方法.山西:高校联合出版社,1989.64-66 [6]刘否南.华夏文集.太原:高校联合出版社,1995.88-90 [7]魏鸿增等.抽屉原理在高等数学中的应用.数学通报,1995,2.3-4 [8]严示健.抽屉原则及其它的一些应用.数学通报,1998,4.10-11

The Principle And Application Of The Drawer

篇3:抽屉原理的应用

定理:如果将n+1个物体放进n个抽屉, 那么至少有一个抽屉中包含两个或更多的物体.

证明:如果这n个盒子中的每一个至多包含有一个物体, 那么物体的总数最多是n, 既然我们有n+1个物体, 于是某个盒子中就必然包含至少两个物体.

2.抽屉原理应用举例

例1:给定m个整数a1, a2, …, am, 存在0≤k

解:为了深入这个问题, 考虑m个和

a1, a1+a2, a1+a2+a3, …, a1+a2+a3+…+am

如果这些和当中的任意一个可被m整除, 那么结论就成立.因此, 我们可以设这些和中的每一个除以m都有一个非零余数, 余数等于1, 2, …, m-1.由于存在m个和而只有m-1个余数, 则必然有两个和数除以m有相同的余数.因此, 存在整数k和l, k

a1+a2+…+ak=bm+r, a1+a2+…+al=cm+r

二式相减, 我们发现ak+1+…+al= (c-b) m, 从而ak+1+…+al能够被m整除.

为了解释上面的论断, 令m=7, 并令整数为2, 4, 6, 3, 5, 5, 6.计算上面的和得到2, 6, 12, 15, 20, 25, 31, 其中当被7除时余数分别为2, 6, 5, 1, 6, 4, 3.有两个等于6的余数, 这意味着结论:6+3+5=14可被7整除.

例2:一位国际象棋大师有11周的时间备战一场锦标赛, 他决定每天至少下一盘棋, 但为了不使自己过于疲劳他还决定在每周不能下棋超过12盘.证明:存在连续若干天, 期间这位大师恰好下了21盘棋.

解:令a1是在第一天所下的盘数, a2是在第一天和第二天所下的总盘数, 而a3是在第一天、第二天和第三天所下的总盘数, 等等.由于每天至少要下一盘棋, 故数值序列a1, a2, …, a77是一个严格递增序列.此外, a1≥1, 而且由于每周下棋最多是12盘, a77≤12×11=132.

因此, 我们有

1≤a1

序列a1+21, a2+21, …, a77+21也是一个严格递增序列:

22≤a1+21

于是, 这154个数

a1, a2, …, a77, a1+21, a2+21, …, a77+21

中的每一个都是1到153之间的一个整数.由此可知, 它们中间有两个是相等的.既然a1, a2, …, a77中没有相等的数, 并且a1+21, a2+21, …, a77+21中也没有相等的数, 因此必然存在一个i和一个j使得ai=aj+21.从而, 这位国际象棋大师在第j+1, j+2, …, j+i天总共下了21盘棋.

例3:从整数1, 2, …, 200中, 我们选择101个整数.证明:在所选的这些整数之间存在两个这样的整数, 其中的一个可被另一个整除.

通过分解出尽可能多的2因子, 我们看到, 任一整数都可以写成2^k×a的形式, 其中k≥0并且a是奇数.对于1到200之间的一个整数, a是100个数1, 3, 5, …, 199中的一个.因此, 在所选的101个整数中存在两个整数, 当写成上述形式时这两个数具有相同的a值.令这两个数是2^r×a和2^s×a.如果rs, 那么第一个数就能被第二个数整除.

注意, 例3在这种意义下是最好的可能:从1, 2, …, 200中可以选择这样的100个数, 其中没有一个能被另一个整除, 比如, 101, 102, …, 199, 200就是这样的整数.

我们以另外的, 来自数论中的应用来结束本段.首先我们回忆, 如果两个正整数m和n的最大公约数为1, 我们就称它们为互数.

于是, 12和35互数, 而12和15则否, 因为3是12和15的公因子.

3.问题的总结

通过上述三个例题, 我们看到, 利用抽屉原理能够解决看起来很复杂的问题, 而得出解决问题的关键是为后面巧妙地构造抽屉.

参考文献

[1]Richard.Brualdi著.罗平等译.组合数学.北京:机械工业出版社, 2005.2.

篇4:话说抽屉原理

齐景公养着三名勇士,他们名叫田开疆、公孙接和古冶子。

这三名勇士都力大无比,武功超群,为齐景公立下过不少功劳。但他们也刚愎自用,目中无人,得罪了齐国的宰相晏婴。晏子便劝齐景公杀掉他们,并献上一计:以齐景公的名义赏赐三名勇士两个桃子,让他们自己评功,按功劳的大小吃桃。

三名勇士都认为自己的功劳很大,应该单独吃一个桃子。于是公孙接讲了自己的打虎功,拿了一只桃;田开疆讲了自己的杀敌功,拿起了另一桃。两人正准备要吃桃子,古冶子说出了自己更大的功劳。公孙接、田开疆都觉得自己的功劳确实不如古冶子大,感到羞愧难当,赶忙让出桃子。并且觉得自己功劳不如人家,却抢着要吃桃子,实在丢人,是好汉就没有脸再活下去,于是都拔剑自刎了。古冶子见了,后悔不迭。仰天长叹道:如果放弃桃子而隐瞒功劳,则有失勇士尊严;为了维护自己而羞辱同伴,又有损哥们义气。如今两个伙伴都为此而死了,我独自活着,算什么勇士!说罢,也拔剑自杀了。

晏子采用借“桃”杀人的办法,不费吹灰之力,便达到了他预定的目的,可说是善于运用权谋。汉朝的一位无名氏在一首诗中曾不无讽刺的写道:“……一朝被谗言,二桃杀三士。谁能为此谋,相国务晏子!”

值得指出的是,在晏子的权谋之中,包含了一个重要的数学原理——抽屉原理。

什么叫抽屉原理?简单地说就是:把多于m个物品放到m个抽屉里,至少有一个抽屉里的物品不止一个。更一般地说,把m×n+1个物品放到m个抽屉里,总有一个抽屉里的物品至少有n+1个。例如,把7(3×2+1)本书放到三个抽屉里,不管你怎么放,总有一个抽屉里至少有3(2+1)本书。在“二桃杀三士”的故事中,把两个桃子看作两个抽屉,把三名勇士放进去,至少有两名勇士在同一个抽屉里,即有两人必须合吃一个桃子。如果勇士们宁死也不肯忍受同吃一个桃子的羞耻,那么悲剧的结局就无法避免。

抽屉原理虽然简单,但在数学中却有广泛而深刻的运用。十九世纪德国数学家狄里克雷(Dirichlet,1805—1859)首先利用抽屉原理来建立有理数的理论,以后逐渐地应用到引数论、集合论、组合论等数学分支中,所以现在抽屉原理又称为狄里克雷原理。

1947年,匈牙利数学家把这一原理引进到中学生数学竞赛中,当年匈牙利全国数学竞赛有一道这样的试题:“证明:任何六个人中,一定可以找到三个互相认识的人,或者三个互不认识的人。”

这个问题乍看起来,似乎令人匪夷所思。但如果你懂得抽屉原理,要证明这个问题是十分简单的:

我们用A、B、C、D、E、F代表六个人,从中随便找一个,例如A吧,把其余五个人放到“与A认识”和“与A不认识”两个“抽屉”里去,根据抽屉原理,至少有一个抽屉里有三个人。不妨假定在“与A认识”的抽屉里有三个人,他们是B、C、D。如果B、C、D三人互不认识,那么我们就找到了三个互不认识的人;如果B、C、D三人中有两个互相认识,例如B与C认识,那么,A、B、C就是三个互相认识的人。不管哪种情况,本题的结论都是成立的。

由于这个试题的形式新颖,解法巧妙,很快就在全世界广泛流传,使不少人知道了这一原理。其实,抽屉原理不仅在数学中有用,在现实生活中也到处在起作用,如招生录取、就业安排、资源分配、职称评定等等,都不难看到抽屉原理的作用。

在我国古代文献中,有不少成功地运用抽屉原理来分析问题的例子。例如宋代费衮的《梁谿漫志》中,就曾运用抽屉原理来批驳“算命”一类迷信活动的谬论。他写道:“近世士大夫多喜谭命,往往自能推步。予尝见人言日者阅人命,盖未始见年、月、日、时同者;纵有一二,必倡言于人以为异。尝略计之,若生时无同者,则一时生一人,一日生十二人,以岁记之,则有四千三百二十人;以一甲子计之,止(只)有二十五万九千二百人而已。今只从一大郡计,其户口之数尚不减数十万,况举天下之大,自五公大人以至小民何啻亿兆?虽明于数者有不能历算,则生时同者必不为少矣。其间五公大人始生之时则必有庶民同时而生者,又何贵贱贫富之不同也?”

费衮指出:把一个人出生的年、月、日、时(八字)作算命的根据,把“八字”作为“抽屉”,不同的抽屉只有12×360×60=259200个。以天下之人为“物品”,其数“何啻亿兆”,进入同一抽屉的人必然千千万万,因而结论是“生时同者必不为少矣”。既然“八字”相同,“又何贵贱贫富之不同也?”

清代钱大昕的《潜研堂文集》、阮葵生的《茶余客话》、陈其元的《庸闲斋笔记》中都有类似的文字。然而,令人不无遗憾的是:我国学者虽然很早就会用抽屉原理来分析具体问题,但是在古代文献中并未发现关于抽屉原理的概括性文字,没有人将它抽象为一条普遍的原理。最后还不得不将这一原理冠以数百年后西方学者狄里克雷的名字。

篇5:抽屉原理

1.把红、黄、蓝三种颜色的球各5个放到一个袋子里,至少取多少个球可以保证取到两个颜色相同的球?请简要说明理由.

2.某校有201人参加数学竞赛,按百分制计分且得分均为整数,若总分为9999分,则至少有人的分数相同.

3.有99个单人间,有100个旅客入住,这100名旅客每次有99个人同时入住,管理员给每人配了一些钥匙,他想让每人都能入住,且不用找别人借钥匙,问他至少一共需要配多少把钥匙?

4.有13个箱子,现在往里面装苹果,要求每个箱子里装的苹果都是奇数个,无论这些苹果怎么放,总能找到4个箱子的苹果个数是一样的,问:最多有多少个苹果?

5.有红、黄、白三种颜色的小球各10个,每个人从中任意选择两个,那么至少需要几个人选择小球,才能保证必有两人或两人以上选择的小球的颜色完全相同?

6.五

(一)班有56个学生,能否有2个人在同一周过生日?(请说明理由)

7.有红、黄、蓝、绿、白五种颜色的球各5个,至少取多少个球,可以保证有两个颜色相同的球?

8.在一只鱼缸里,放有很多条鱼,其中有红帽鱼,珍珠鱼,紫龙井鱼,绒球等四个品种;问至少捞出多少鱼才能保证有10条相同的?

9.有红、黄、绿、黑5种颜色的小球各若干个,一些同学从中取球,每个人可以任选2个,至少有多少人才能保证有2人选的小球完全相同?

10.一副扑克牌有54张,最少要抽取几张牌,方能使其中至少有2张牌有相同的点数?

11.从1、2…100中最多可以取出多少个不同的数,使得每个数都不是另一个数的倍数?

12.在一个口袋中有10个黑球、6个白球、4个红球,至少从中

取出多少个球才能保证其中有白球?

爸爸、哥哥、妹妹现在的年龄和是64岁.当爸爸的年龄是哥哥的3倍时,妹妹是9岁;当哥哥的年龄是妹妹的2倍时,爸爸34岁.现在爸爸的年龄是多少岁?

13.32只鸽子飞回7个鸽舍,至少有几只鸽子要飞进同一个鸽舍?

14.李明要把13本连环画放进2个抽屉至少要放进7本,为什么?

15.聪聪:袋里有红、白、蓝、黑四种颜色的单色球,从袋中任意取出若干个球.明明问:至少要取出多少个球,才能保证有三个球是同一颜色的?

16.布袋里有4支红铅笔和3支蓝铅笔,如果闭上眼睛摸,一次必须摸出支蓝铅笔.

17.叔叔参加飞镖比赛,投了5镖,成绩是42环.张叔叔至少有一镖不低于9环.为什么?

18.五年级有49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,问至少有多少名学生的成绩相同.

19.在如图所示的8行8列的方格表中,每个空格分别填上1,2,3这三个数字中的任一个,使得每行、每列及两条对角线上的各个数字的和互不相等,能不能做到?

20.纸箱中有同样的红、黄色圆锥体各5个,至少拿出几个,才能保证一定有2个圆锥体都是红色?

21.跳绳练习中,一分钟至少跳多少次才能保证某一秒钟内至少跳了两次?

22.有黑色、白色、黄色的小棒各8根,混放在一起,从这些小棒之中至少要取出才能保证有4根颜色相同的小棒子?

23.2、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.

24.红、黄、蓝三种颜色的球各6个,混合后放在一个布袋里,一次至少摸出几只,才能保证有两只是同色的?

25.冀英学校五、六年级共有学生370人,在这些学生中,至少两个人在同一天过生日,为什么?

26.有红、黄、蓝、白四种颜色的小球各10个,混合后放到一个布袋里.问一次至少摸出多少个,才能保证有两个球是同色球?

27.一副扑克牌共54张,至少从中摸出多少张牌,才能保证有4张牌的花色情况是相同的?(大王、小王不算花色)

28.把280个桃子分给若干只猴子,每只猴子不超过10个,无论怎样分,至少有几只猴子得到的桃子一样多?

29.从1、2、3、…、1998、1999这些自然数中,最多可以取多

少个数,才能使其中每两个数的差不等于4?

30.学校开设了书法、舞蹈、棋类、乐器四个课外学习班,每个学

生最多可以参加两个(可以不参加)学习班.某班有52名同学,至少有几名同学参加课外学习班的情况完全相同?

31.学校开设了书法、舞蹈、棋类、乐器四个课外学习班,每个学生最多可以参加两个(可以不参加)学习班.某班有52名同学,至少有几名同学参加课外学习班的情况完全相同?

32.某小学六年级师生去游玩,74人共租了4辆车,不管怎么坐,总有一辆车至少要坐多少人?

33.一个盒子里有9个蓝球、5个黑球、6个白球和3个红球,如果闭上眼睛,从盒子中摸球,每次只许摸一个球,至少要摸出多少个才能保证摸出的这几个球中至少有两个颜色相同?

篇6:抽屉原理

1、求抽屉中物品至多数

例:17 名同学参加一次考试,考试题是三道判断题(答案只有对错之分),每名同学都在答题纸上依次写下三道题的答案。请问至少有几名同学的答案是一样的?

分析:从问题出发找抽屉,相同的是答案,这就是抽屉。求抽屉数时可用乘法原理:每一道题都有2种答案,所以三道题的答案有2×2×2=8种,即有8个抽屉。物品为17名同学。17÷8=2……1,由抽屉原理2,至少有2+1=3名同学的答案是一样的。

例:人的头发平均有12万根。假设最多不超过20万根。13亿人中至少有多少人的头发根数相同?

分析:从问题出发,抽屉就是头发根数。头发根数最多不超20万,那么抽屉数为20万。物品为13亿人。1300000000÷200000=6500,由抽屉原理2,至少有6500人的头发根数相同。

2、抽屉原理的逆应用

例:新年晚会上,老师让每个同学从一个装有许多玻璃球的口袋中摸两个球,这些球给人的手感相同。只有红、黄、白、蓝、绿五色之分(摸时看不到颜色),结果发现总有两个人取的球相同,由此可知,参加取球的至少有多少人?

分析:取两个球,颜色搭配有15 种可能。15个抽屉,本题中物品即为取球的人。物品数至少为15+1=16个。

拓展 有三种图书:科技书、文艺书、故事书,每位同学可任借两本,问至少多少位同学借书,才能保证其中必有4人借的书类型相同?

分析:抽屉就是借的两本书的组合,共有6种(两本书种类可相同)。为保证必有4人借的书类型相同,物品数(也就是本题中的人数)至少为3×6+1=19人。

总结:结论为“总有a 个物品在一个抽屉里”时(a 不少于2),物品数至少=(a-1)×抽屉数+1。

这是因为将m个物品放入n个抽屉中时,当总有a个物品在一个抽屉中时,最不利情形就是平均分,抽屉中的物品数最多为a,其它抽屉中均有(a-1)个物品。此时就是满足结论的物品数最少的情形:物品数=(a-1)×抽屉数+1。

例:幼儿园小朋友分200块饼干,无论怎么分都有人至少分到8块饼干,这群小朋友至多有多少名?

分析:200为物品数,小朋友为抽屉。结论为“无论怎么分都有人至少分到8块饼干”。根据抽屉原理2,把小朋友的人数设为n,那么200=(8-1)×n+k,k≥1。要求n的最大值。当k最小时,n最大。取k=1,n=199÷7,整数部分为28,所以这群小朋友至多有28名。

总结:当结论为“总有a个物品在同一个抽屉中”时(a不少于2),抽屉数至多=(物品总数-1)÷(a-1)的整数部分。

四、最不利原则

例:口袋中有三种颜色的筷子各10根,问:

(1)至少取多少根才能保证三种颜色都能取到?

(2)至少取多少根才能保证有2 双颜色不同的筷子?(3)至少取多少根才能保证有2 双颜色相同的筷子?

分析:(1)最糟糕的情形就是两种颜色的都取完了,还没有取到第三种颜色的。这时只要再取一根就能凑足三种颜色,所以至少取10+10+1=21根。

(2)最糟糕的情形就是其中一种颜色的筷子取出来一甩,其它两种颜色筷子各取了1根,这时只要再取一根就能凑出两双颜色不同的,所以至少取10+2+1=13根。

(3)要取出2 双颜色相同的,也就是取出4 根颜色相同的。最糟糕的情形就是三种颜色每种都取了三根,这时只要再取一根就能凑出四根颜色相同的。所以至少要取3+3+1=10根。

篇7:抽屉原理

2013-6-7 11:17:51 来源:京佳教育 [我要评论(0)]

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在近几年的公务员考试中,行测数量关系中的抽屉原理问题逐年升温,已成为当前的一个常考的重要题型之一。2012年和2013年的国考就连续考了两年,可见此题型的重要性。所以,备考2013年河南省考的考生应重视抽屉原理问题,掌握其核心知识,以不变应万变。在此,京佳教育宋思琪老师为大家详细解读抽屉原理问题。

v 抽屉原理

抽屉问题所求多为极端情况,即从最差的情况考虑。对于“一共有n个抽屉,要有(取)多少件物品,才能保证至少有一个抽屉中有m个物体”,即求物品总数时,考虑最差情况这一方法的使用非常有效。具体思路如下:

最差情况是尽量不能满足至少有一个抽屉中有m个物品,因此只能将物品均匀放入n个抽屉中。当物品总数=n×(m-1)时,每个抽屉中均有m-1个物品,此时再多1个,即可保证有1个抽屉中有m个物品。因此物品总数为n×(m-1)+1。

v 真题详解

1.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

【京佳解析】本题属于抽屉问题。一副完整的扑克牌包括大王、小王;红桃、方块、黑桃、梅花各13张。至少抽出多少张牌→求取物品的件数,考虑最差情况。假设这个人连续抽了5张黑桃的,如果再抽取一张黑桃就满足6张同色的了,但是很不凑巧,他又连续抽了5张红桃,接着连续抽了5张方块,最后连续抽了5张梅花,又抽取了1张大王、1张小王,这是最不凑巧的情况,这时候他再抽取1张,就可以保证有6张牌花色相同了,故答案为:4×5+1+1+1=23(张)。故选C。

2.有红、黄、蓝、白珠子各10粒,装在一只袋子里,为了保证摸出的珠子有两粒颜色相同,应至少摸出几粒?()

A.3 B.4 C.5 D.6

【京佳解析】抽屉问题。题目中同时出现了“保证”、“至少”,考虑最差情况,假设摸出的前四粒均为不同色,则只需再摸出一粒即可保证至少有二粒颜色是相同的,即4+1=5,故选C。

3.有关部门要连续审核30个科研课题方案,如果要求每天安排审核的课题个数互不相等且不为零,则审核完这些课题最多需要()。

A.7天 B.8天 C.9天 D.10天

【京佳解析】抽屉问题。考虑最不凑巧原则,要想审核的时间最长,假设每天审核的课题数尽可能的少,才能增加审核天数,即第一天审1个,第二天审2个,依此类推,审到第六天时,共审了21个课题,第七天需审9个,如果拖到第八天,则一定会出现两天审核的课题数量相同的情况。故选A。

4.共有100人参加招聘考试,考试内容有5道,1-5题分别有80人、92人、86人、78人和74人答对,答对3道以上的人通过考试,问至少多少人通过考试?()

A.30 B.55 C.70 D.74

【京佳解析】抽屉问题。回答这类“至少”型题目,通常需要关注最不可能的情况。考虑未被答对的题目的总数有:(100-80)+(100-92)+(100-86)+(100-78)+(100-74)=90,由于必须错误3道或3道以上才能不通过考试,最不凑巧的情况就是90道刚好是30个人,每人错3道,所以入选的是70人。故选C

5.某单位组织党员参加党史、党风廉政建设、科学发展观和业务能力四项培训,要求每名党员参加且只参加其中的两项。无论如何安排,都有至少5名党员参加的培训完全相同。问该单位至少有多少名党员?()(2013国考)

A.17 B.21 C.25 D.29

篇8:抽屉原理及其

一、激活学生原有认知,注重动手操作,让学生初步形成“抽屉”表象

教学要重视引导学生动手实践,让学生在“看一看,摆一摆,想一想”等操作中丰富感性认识,形成表象,掌握“抽屉原理”的基本特征。例如,教学例1时,由于例题中的数据较小,为学生自主探索提供了很大的空间。因此,让每个小组分别准备4枝铅笔和3个文具盒,先让学生通过实践验证“将4枝铅笔放在3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”,然后进行小组交流,逐步提高学生的逻辑思维能力。在此过程中,教师要适当给予指导,有意识地让学生理解“抽屉”的“一般模型”,即题中的“文具盒”就相当于“抽屉”。在学生探究的基础上,引导他们将教材中提供的两种方法(枚举法和假设法)进行比较,帮助学生理解“为什么要先考虑每个文具盒放1枝铅笔的情况”,从而体会假设法的基本思想———尽可能地平均分。在解决了“4枝铅笔放在3个文具盒”的问题后,教师进一步引导学生思考:把5枝铅笔放进4个文具盒里,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔,为什么?如果把6枝铅笔放在5个文具盒里,结果是否一样呢?把9枝铅笔放在8个文具盒中呢?把10枝铅笔放在9个文具盒中呢?把100枝铅笔放在99个文具盒中呢?进而引导学生得出一般性的结论:只要“待分的数量”比“抽屉”的数量多,就必定有一个“抽屉”有“两份”,即此题中要放的铅笔数比文具盒的数量多1,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔。接着,进一步启发学生思考:如果要放的铅笔数比文具盒的数量多2,多3,多4呢?学生会从中发现:只要铅笔数比文具盒的数量多,这个结论同样也是成立的。

教学例1的“做一做”,先启发学生运用例题中的方法迁移类推,然后加以解释,从而加深学生对“抽屉原理”含义的理解,以形成稳定的认知结构。

二、操作体验,让学生经历将具体问题抽象为数学问题的过程

教学例2,首先根据教材提供的让学生把5本书放进2个抽屉的情景组织学生操作。在操作过程中,学生发现不管怎么放,总有一个抽屉至少要放进3本书,从而产生探究的愿望。学生先采用枚举的方法,把5分解成两个数,有(5, 0)、(4, 1)、(3, 2)三种情况。任何一种分法,总有一个数不小于3。之后,可以考虑更具一般性的假设法,即先把5本书“平均分成2份”(2个抽屉)。用有余数除法5÷2=2……1计算发现如果每个抽屉放进2本,还剩1本。把剩下的这1本放进任何一个抽屉,该抽屉里就有3本书了。

探究“把5本书放进2个抽屉”的问题后,教材进一步提出“如果一共有7本书,9本书,情况会怎样”的问题,让学生利用前面的方法进行类推,得出“7本书放进2个抽屉,总有一个抽屉至少放进4本书;9本书放进2个抽屉,总有一个抽屉至少放进5本书”的结论,进而使学生对“抽屉原理”达到一般性的理解。

教学例2时,教师可鼓励学生用多样化的方法解决问题,深化对“抽屉原理”的理解。在此过程中,教师还可适当加大“待分数”,如:“将113本书放在2个抽屉里呢?”学生可以应用有余数除法列出算式:113÷2=56……1,即:113本书放进2个抽屉,每个抽屉放进56本,还剩1本。把剩下的这1本放进任何一个抽屉,该抽屉里就有57本书了。说明把113本书放在2个抽屉里,有一个抽屉至少有57本书。但由于这个除法算式的余数正好是1,学生容易将求“某个抽屉至少有书的本数”的方法是“用商加1”错误地理解“商加余数”。因此,教学中教师应结合余数不是1的情况,引导学生进行对比,并让学生在对比、辨析中更好地理解“抽屉原理”的实质。

教学例2的“做一做”,先让学生想一想,算一算,说一说从而明确例1和例2的联系与区别。

三、鼓励学生大胆猜测,激发解决问题的动机

“学生学习应当是一个生动活泼的,主动的和富有个性的过程”,所以,应将数学知识置于学生熟悉的情境中,鼓励学生大胆猜测、验证,提高学生学习的积极性,进而激发学生的参与意识。由于“抽屉原理”的变式很多,应用更灵活,因此,能否将具体问题和“抽屉原理”联系起来,能否找到问题与一般化模型之间的内在关系,是解决问题的关键。教学例3时,教师首先引导学生思考本例题的问题与“抽屉原理”是否有关系,有什么样的联系,如把“什么”看成抽屉,要分放的东西是什么。学生在思考这些问题时,一开始可能会缺乏思考的方向,很难找到切入点。此时,可以让学生先自由猜测,充分说一说后再验证。

例如,有的学生会猜测“只摸2个球就能保证这2个球同色”,类似说法只要举出一个反例就可以否定,如摸出的两个球正好是一红一蓝时,就不能满足条件。再如,由于受题目中“4个红球和4个蓝球”这个条件的干扰,许多学生会猜测要摸的球数只要比其中一种颜色的个数多1就可以了,即“至少要摸出5个球才能保证一定有2个是同色的”。为了验证这个猜测,学生自觉地把“摸球问题”与“抽屉问题”联系起来,把两种颜色看成两个抽屉,根据5÷2=2……1可以知道,摸出5个球是没有必要的。那么,猜测错误的原因在哪里?关键是在此事例中学生未搞清“抽屉”是什么,“抽屉”有几个。弄清“抽屉”及其“个数”,就能推断“要保证有一个抽屉至少有2个同色的球,分的物体个数至少比抽屉数多1”。现在“抽屉数”就是“颜色数”,结论就变成“要保证摸出两个同色的球,摸出的球的数量至少要比颜色种数多1”。因此,要从两种颜色的球中保证摸出两个同色的,最少要摸出3个球。

在此教学过程中,要在实际问题和“抽屉问题”之间架起一座桥梁并不是一件容易的事。如果学生在理解时存在困难,可以引导他们这样思考:球的颜色一共有两种,如果只取两个球,会出现三种情况:两个红球;一个红球一个蓝球;两个蓝球。如果再取一个球,不管是红球还是蓝球,都能保证三个球中一定有两个同色的。

例3的“做一做”是例3解题思路的应用,教师要在生动有趣的情境中引导学生找出“抽屉”及判断其“个数”,激发学生探究的欲望,让学生自主合作解决问题。

四、重视联系实际,发展学生的数学思维

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