简单的抽屉原理

2024-05-29

简单的抽屉原理(精选8篇)

篇1:简单的抽屉原理

1.把10个苹果发给3个同学,下面说法正确的是__________.

A.一定有一个人刚好分到3个苹果.B.一定有一个人刚好分到4个苹果.C.一定有一个人至少分到4个苹果. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:C 2.把30个金币发给7个人,下面说法正确的是__________.

A.一定有一个人至少分到5个金币.B.一定有一个人至少分到6个金币.C.一定有一个人刚好分到6个金币. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:A 3.把20块巧克力发给3个人,下面说法正确的是__________.

A.一定有一个人刚好分到6块巧克力.B.一定有一个人至少分到7块巧克力.C.一定有一个人至少分到8块巧克力. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:B 4.把6个苹果放进5个抽屉,一定有一个抽屉里至少有__________个苹果. A.2B.3C.4D.5 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:A 5.把9个苹果放进4个抽屉,一定有一个抽屉里至少有__________个苹果. A.4B.5C.6D.以上都不对 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:D 6.把13个苹果放进4个抽屉,一定有一个抽屉里至少有__________个苹果. A.4B.5C.6D.7 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:A 7.把20个苹果放进6个抽屉,一定有一个抽屉里至少有__________个苹果. A.5B.4C.6D.7 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:B 8.把30个苹果放进4个抽屉,一定有一个抽屉里至少有__________个苹果. A.8B.9C.10D.以上都不对 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:A 9.把27个苹果放进4个抽屉,一定有一个抽屉里至少有__________个苹果. A.8B.9C.10D.以上都不对 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:D 10.任意25个人中,至少有__________个人属于同一个生肖. A.3B.4C.5D.以上都不对 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:A 首页上一页1234下一页尾页 11.任意30个人中,至少有__________个人的生日在同一个月份里. A.9B.8C.3D.以上都不对 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:选择题 答案:C 12.一个星期吃掉30个鸡蛋,至少有__________个鸡蛋是在同一天吃掉的. A.8B.7C.6D.以上都不对 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:选择题 答案:D 13.袋子里有红色的球3个,黄色的球5个,蓝色的球6个,绿色的球8个,那么一次至少拿_______个球,才能保证一定有黄色的球. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:18 14.袋子里有红色的球3个,黄色的球5个,蓝色的球6个,绿色的球8个,那么一次至少拿_______个球,才能保证一定有蓝色的球. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:17 15.袋子里有红色的球3个,黄色的球5个,蓝色的球6个,绿色的球8个,那么一次至少拿_______个球,才能保证一定有绿色的球. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:15 16.盘子里有一些饺子,韭菜味的5个,牛肉味的8个,辣椒味的6个.那么至少吃________个饺子,才能保证一定能吃到2个口味一样的饺子. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:4 17.盘子里有一些饺子,韭菜味的5个,牛肉味的8个,辣椒味的6个.那么至少吃________个饺子,才能保证一定能吃到3个口味一样的饺子. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:7 18.盘子里有一些饺子,韭菜味的5个,牛肉味的8个,辣椒味的6个.那么至少吃________个饺子,才能保证一定能吃到4个口味一样的饺子. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:10 19.袋子里有4种硬币:金币、银币、铜币、乐币,每种硬币都有很多,那么一次至少拿_________枚,才能保证其中一定有3枚相同类型的硬币. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:9 20.袋子里有4种硬币:金币、银币、铜币、乐币,每种硬币都有很多,那么一次至少拿_______枚,才能保证其中一定有2枚是同一种类型的硬币. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:5 首页上一页1234下一页尾页

21.袋子里有4种硬币:金币、银币、铜币、乐币,每种硬币都有很多,那么一次至少拿_______枚,才能保证其中一定有5枚是同一种类型的硬币. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:17 22.一个袋子里有1只红袜子、3只黑袜子、5只白袜子和8只绿袜子.那么一次至少摸出_______只袜子,才能保证一定有颜色一样的3只袜子. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:8 23.一个袋子里有2只红袜子、4只黑袜子、7只白袜子和9只绿袜子.那么一次至少摸出_______只袜子,才能保证一定有颜色一样的4只袜子. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:12 24.一个袋子里有4颗巧克力糖、5颗奶糖、10颗水果糖和20颗棉花糖.那么一次至少拿出_______颗糖,才能保证一定有6颗糖口味相同. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:中等 类型:填空题 答案:20 25.袋子里有红色的球6个,黑色的球7个,黄色的球10个,绿色的球8个,那么一次至少拿_______个球,才能保证取出的球至少有两种颜色. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:11 26.袋子里有红色的球6个,黑色的球7个,黄色的球10个,绿色的球8个,那么一次至少拿_______个球,才能保证取出的球至少有三种颜色. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:19 27.袋子里有红色的球12个,黑色的球8个,黄色的球7个,绿色的球5个,那么一次至少拿_______个球,才能保证取出的球至少有两种颜色. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:13 28.盒子里有白色、红色、黄色、绿色的粉笔各10根,一次性至少取出_______根粉笔,才能保证取出的粉笔中一定会有白色和红色的粉笔. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:31 29.盒子里有白色、红色、黄色、绿色的粉笔各8根,一次性至少取出_______根粉笔,才能保证取出的粉笔中一定会有白色和红色的粉笔. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:25 30.盒子里有白色、红色、黄色、绿色的粉笔各20根,一次性至少取出_______根粉笔,才能保证取出的粉笔中一定会有白色和红色的粉笔. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:61 首页上一页1234下一页尾页

31.笼子里有一些包子,其中鸡肉馅的5个,鱼肉馅的8个,牛肉馅的10个,白菜馅的15个,那么至少吃_______个包子,才能保证一定能吃到牛肉馅和白菜馅的. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:29 32.笼子里有一些包子,其中鸡肉馅的5个,鱼肉馅的8个,牛肉馅的10个,白菜馅的15个,那么至少吃_______个包子,才能保证一定能吃到鸡肉馅和鱼肉馅的. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:34 33.笼子里有一些包子,其中鸡肉馅的5个,鱼肉馅的8个,牛肉馅的10个,白菜馅的15个,那么至少吃_______个包子,才能保证一定能吃到鱼肉馅和牛肉馅的. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:简单 类型:填空题 答案:31 34.一副扑克牌共54张,其中有2张王牌,还有黑桃、红心、草花和方块4种花色的牌各13张.那么至少抽出_______张牌,才能保证取出的牌中至少包含3种花色,并且这3种花色的牌至少都有2张. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:困难 类型:填空题 答案:31 35.一副扑克牌共54张,其中有2张王牌,还有黑桃、红心、草花和方块4种花色的牌各13张.那么至少抽出_______张牌,才能保证取出的牌中至少包含2种花色,并且这2种花色的牌至少都有3张. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:困难 类型:填空题 答案:22 36.一副扑克牌共54张,其中有2张王牌,还有黑桃、红心、草花和方块4种花色的牌各13张.那么至少抽出_______张牌,才能保证取出的牌中至少包含3种花色,并且这3种花色的牌至少都有4张. 来源:2015·乐乐课堂·练习难度:困难 类型:填空题 答案:35 首页上一页1234下一页尾页

篇2:简单的抽屉原理

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:抽屉原理的简单应用

一、抽屉原理

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,则至少有一类中有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。

原理2也可以变为:把m个元素任意放入n(n≤m)个集合,则一定有一个集合至多要有k个元素。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。

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。

利用上述原理容易证明:

“任意7个整数中,至少有3个数的两两之差是3的倍数。”

因为任一整数除以3时余数只有0、1、2三种可能,所以7个整数中至少有3个数除以3所得余数相同,即它们两两之差是3的倍数。

三、应用抽屉原理解题例举:

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。

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1、2、3……49,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?

解题关键:利用抽屉原理2。

解:根据规定,多有同学拿球的配组方式共有以下9种:﹛足﹜﹛排﹜﹛蓝﹜﹛足足﹜﹛排排﹜﹛蓝蓝﹜﹛足排﹜﹛足蓝﹜﹛排蓝﹜。以这9种配组方式制造9个抽屉,将这

50個同学看作苹果50÷9=5……5

由抽屉原理2k=[m/n]+1可得,至少有6人,他们所拿的球类是完全一致的。

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)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。

1958年6/7月号的《美国数学月刊》上有这样一道题目:

“证明在任意6个人的集会上,或者有3个人以前彼此相识,或者有三个人以前彼此不相识。”

这个问题可以用如下方法简单明了地证出:在平面上用6个点A、B、C、D、E、F分别代表参加集会的任意6个人。如果两人以前彼此认识,那么就在代表他们的两点间连成一条红线;否则连一条蓝线。考虑A点与其余各点间的5条连线AB,AC,...,AF,它们的颜色不超过2种。根据抽屉原理可知其中至少有3条连线同色,不妨设AB,AC,AD同为红色。如果BC,BD,CD3条连线中有一条(不妨设为BC)也为红色,那么三角形ABC即一个红色三角形,A、B、C代表的3个人以前彼此相识:如果BC、BD、CD3条连线全为蓝色,那么三角形BCD即一个蓝色三角形,B、C、D代表的3个人以前彼此不相识。不论哪种情形发生,都符合问题的结论。

篇5:抽屉原理的教学设计

《抽屉原理的认识》是人教版数学六年级下册第五章内容。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)的存在就可以了,并不需要指出是哪个物体(或哪个人),也不需要说明是通过什么方式把这个存在的物体(或人)找出来。这类问题依据的理论,我们称之为“抽屉原理”。“抽屉原理”最先是由19世纪的德国数学家狄里克雷(Dirichlet)运用于解决数学问题的,所以又称“狄里克雷原理”,也称为“鸽巢原理”。、

学情分析

本节课我根据“教师是组织者、引导者和合作者”这一理念,以学生参与活动为主线,创建新型的教学结构。通过几个直观的例子,用假设法向学生介绍“抽屉原理”,学生难以理解,感觉抽象。在教学时,我结合本班实际,用学生熟悉的吸管和杯子贯穿整个课堂,让学生通过动手操作,在活动中真正去认识、理解“抽屉原理”学生学得轻松也容易接受。

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、通过操作发展的类推能力,形成抽象的数学思维。

3、通过“抽屉原理”的灵活应用,感受数学的魅力。

教学重点和难点

【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”。

篇6:抽屉原理的运用教学设计

江华白芒营中心小学

陈冬姣

教学内容:

人教版教材六年级数学上册70页例3及练习十三。教学目标:

1.通过观察、猜测、实验、推理等活动,寻找隐藏在实际问 题背后的“抽屉问题”的一般模型。体会如何对一些简单的实际问题“模型化”,用“抽屉原理”加以解决。

2.在经历将具体问题“数学化”的过程中,发展数学思维能力和解决问题的能力,感受数学的魅力。同时积累数学活动的经验与方法,在灵活应用中,进一步理解“抽屉原理”。

教学重点、难点:

1.教学重点:利用“抽屉原理”解决实际问题。2.教学难点:怎样把具体问题转化为“抽屉问题”。教学准备:

一个袋子、4个红球和4个蓝球为一份,准备这样的教、学具若干份。教学过程:

一、小故事导入新课

讲《月黑风高穿袜子》的故事。

一天晚上,毛毛房间的电灯突然坏了,伸手不见五指,这时他又要急着出去,于是他就摸床底下的袜子,他有蓝、白、灰色的袜子各一双,由于他平时做事随便,袜子乱丢,在黑暗中不知道哪些袜子颜色是相同的。毛毛想拿最少数目的袜子出去,到外面借街灯配成相同颜色的一双。你们知道最少拿几只袜子出去吗?

教师:这节课我们利用鸽巢问题解决生活中的实际问题。板书:“鸽巢问题”的具体应用。

二、推波逐浪,探究新知

1.把4个红球和4个蓝球装到盒子里,晃动几下。师:同学们,猜一猜:摸一个球可能会是什么颜色的?

2.如果老师想让这位同学摸出的球,一定有2个同色的,最少要摸出几个球?(课件出示)例题。

例:盒子里有同样大小的红球和蓝球各4个。要想摸出的球一定有2个同色的,一次最少要摸出几个球?

3.师:那么就让我们摸2个球试试看吧?(1)摸出几种情况?(3种)(课件出示)(2)摸2个球能满足题目要求吗?为什么?(3)哪就摸3个球看一看,能不能满足题目要求。4.小组合作摸球,(1)小组活动

(2)汇报展示。师:刚才同学们通过讨论和动手操作得出了怎样的结果? 请每个小组派代表展示讨论结果。其他小组有不同想法可以补充汇报。(3)老师把每个组摸到的情况统计如下。(出示课件)(4)观察你有什么发现?(生自由说)

师小结:要想摸出的球一定有2个同色的,最少要摸出3个球。5.引导学生把具体问题转化为“鸽巢问题”。

教师:生活中像这样的例子很多,我们不能总是猜测或动手试验吧,能不能把这道题与前面所讲的“鸽巢问题”联系起来进行思考呢?

思考:

a.“摸球问题”与“鸽巢问题”有怎样的联系?

b.应该把什么看成“鸽巢”?有几个“鸽巢”?要分放的东西是什么? c.得出什么结论? 学生讨论,汇报。

结论:要保证摸出有两个同色的球,摸出的数量比颜色种数多一。6.把例3的一定有2个同色的球,改成3个同色的球。(1)学生思考,然后回答。(2)引导用假设法说。

(5)小结:物体数=(至少数-1)×抽屉数+1

三、巩固应用,内化提高

1.把红、黄、蓝、白四种颜色的球各10个放到一个袋子里。至少取多少个球,可以保证取到3个颜色相同的球? 2.综合应用

从一副扑克牌(52张,没有大小王)中要抽出几张牌来,才能保证有一张是红桃?54张呢?

四、课堂总结:

篇7:抽屉原理

在一个几何图形内, 有一些已知点, 可以根据问题的要求, 将几何图形进行分割, 用这些分割成的图形作抽屉, 从而对已知点进行分类, 再集中对某个抽屉或某几个抽屉进行讨论, 使问题得到解决.命题4在正方体的8个顶点处分别放上8个不同的正整数, 如果它们的和等于55, 那么, 一定能找到某个侧面正方形, 其相对顶点所放的数都是奇数.证明

首先, 由8个正整数的和为奇数知, 当中必有奇数个奇数;其次,为奇数的至少有3个, 否则, 假设最多有一个奇数, 便有551246810121457,矛盾!

现以正方体的侧面对角线为棱组成两个三棱锥, D – A1 BC , B1 – ACD1如图1, 3个奇数归入2个三棱锥, 必有2 个奇数属于同一个三棱锥。这两个归入奇数的顶点必是某一侧面正方形的相对顶点。

此命题中的抽屉原理的应用属于“苹果”(元素)、“抽屉”都未直接给出的类型, 需要从几何上去构造两个“抽屉”。并运用奇偶分析法找出3 个“苹果”。

在不超过60的正整数中任取9个数,证明:这9个数中一定有两个数(a和b)的比值满足2a3 3b

2例3 任意给定12 个不同的自然数,证明其中必有两个数的和或差是20 的倍数.证明 将自然数按照除以20 所得的余数分类,得0、l、2、„„、19,共20 类.任意给定的12 个不同的自然数,若有两个数在同一类(即两个数除以20的余数相同),那么它们的差是20 的倍数,结论成立。任意给定的12 个不同的自然数中,每两个数都不在同一类,也就是按上面分的20 类中每一类只多有一个已知数(也可以没有).此时,我们把自然数按被20 除的余数。0、l、2、3、„„、19 分成11类: {I,19},{2,18},{3,17},„,{9,11},{10},{0} 每一类当做1 个抽屉,己知的12 个自然数必有两个在同一个抽屉中,它们的和是20 的倍数

一般地任取2个不同的自然数,必有两个数的和或差是n的倍数.2证明 设所给的自然数为am(m=1、2、……、2),有am=ngm+rm,2nnnrm0、1、2、......、 2则2个自然数的余数,分属1种情况,看做1个抽屉,必有两个数222ai,aj属于同一个抽屉,即rirj。nnn.(1)当rirj时,ai-aj是n的倍数;(2)当ri-rj时, aiaj是n的倍数·

综合(l)、(2)可知,该命题成立

例7 试证:从1,2,3,„,10 这10 个自然数中,任取6个数,则必能找到两个数,其中一个数是另一个数的倍数.分析

6个数,需设计5 个抽屉,把前10个自然数放在5 个抽屉里,且能使每个抽屉中的数具有倍数关系,因此得出如下分类方法:{1,7},}2,6 },{3,9},{4,8},}5,10 }.解 将前10 个自然数分成以下5 组:}l,7},}2,6},{3,9},}4,8},{5,10}.把这5 组看做5 个抽屉.任取6 个数则必有两个数出自同一抽屉里,其中大数是小数的倍数.若题目变为从1,2,3,„,20,这20 个自然数中,任取1 个数,则必能找到两个数,其中一个数是另一个数的倍数.则应这样设计抽屉:{l,2,4,8,16},{3,6,12},{5,10,20},{7,14},{9,18},{11},}{3},{15},{17},{19}.把这10 组看做10抽屉.任取11个数,则必有两个数出自同一抽屉里,只能是前5 个抽屉,其中大数是小数的倍数.一般地,设1a1a2...an12n,则有1ijn1,故aiaj。

证明 设ai2ibi,ai0,2不能整除b(因为1,2,3,…,2nii=1,2,3,„,n+1,其中bi<2n,中恰有n个不同的奇数,故在b1,….,bn+1中至少有两个相同,设bi=bj,1ijn1,故aiaj。

.这是数论中的一个定理,1935 年由爱尔特希(erdos)提出,莱梅证明的例6 给定九个不同的实数a1,a2,...,a9,证明: 至少存在两个实数ai,ajai , aj(ij), 满足: 0naiaj1aiaj21。

ytan,k=1,2,…,9,由在k,单调递增, 22223,分成8个小区间:,,8222证明

设ak= tank-当aiaj时,ij。将33,…,根据抽屉原理, 在,,,至少存在两个角i,j使得8482220ij8,则有: 0tanijtan8,0tanitanj1tanitanj21, 即有0aiaj1aiaj

21

D

C A

B D1 A1 B1

D

C A

B D1 C1 A1

篇8:简单的抽屉原理

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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