抽屉原理在什么情况下运用,抽屉原理用于证明什么问题

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-04 16:31:25

抽屉原理在什么情况下运用,抽屉原理用于证明什么问题(1)

一、抽屉原理初介绍:

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,我们会发现至少会有一个抽屉里面至少放两个苹果。这一现象就是我们所说的“抽屉原理”。 抽屉原理的一般含义为:“如果每个抽屉代表一个集合,每一个苹果就可以代表一个元素,假如有n 1个元素放到n个集合中去,其中必定有一个集合里至少有两个元素。” 抽屉原理有时也被称为鸽巢原理。它是组合数学中一个重要的原理。

抽屉原理在什么情况下运用,抽屉原理用于证明什么问题(2)

二、抽屉原理详讲:

第一抽屉原理:
原理1:
把多于n 1个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里的东西不少于两件。

原理2 :
把多于mn(m乘n) 1(n不为0)个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有不少于(m 1)的物体。

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。

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(m—1)个物体(例如,将3×5-1=14个物体放入5个抽屉中,则必定有一个抽屉中的物体数少于等于3-1=2)。

三、构造抽屉的方法:

运用抽屉原理的核心是分析清楚问题中,哪个是物件,哪个是抽屉。例如,属相是有12个,那么任意37个人中,至少有几个人属相相同呢?这时将属相看成12个抽屉,则一个抽屉中有 37/12,即3余1,余数不考虑,而向上考虑取整数,所以这里是3 1=4个人,但这里需要注意的是,前面的余数1和这里加上的1是不一样的。因此,在问题中,较多的一方就是物件,较少的一方就是抽屉,比如上述问题中的属相12个,就是对应抽屉,37个人就是对应物件,因为37相对12多。

四、抽屉原理的简单应用:

抽屉原理在什么情况下运用,抽屉原理用于证明什么问题(3)

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。
1. 说明400人中至少有2个人的生日相同
  分析与解答: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2人的生日相同. 400/366=1…34,1 1=2 又如:我们从街上随便找来13人,就可断定他们中至少有两个人属相相同
  
2. 幼儿园买来了不少白兔、熊猫、长颈鹿塑料玩具,每个小朋友任意选择两件,那么不管怎样挑选,在任意七个小朋友中总有两个彼此选的玩具都相同,试说明道理
  分析与解答:从三种玩具中挑选两件,搭配方式只能是下面六种:(兔、兔),(兔、熊猫),(兔、长颈鹿),(熊猫、熊猫),(熊猫、长颈鹿),(长颈鹿、长颈鹿)。把每种搭配方式看作一个抽屉,把7个小朋友看作物体,那么根据原理1,至少有两个物体要放进同一个抽屉里,也就是说,至少两人挑选玩具采用同一搭配方式,选的玩具相同.

是不是感觉这两个问题很LOW,其实我觉得也是,并没有体现抽屉原理的灵魂之美,下面我们就增加一点点难度

制造抽屉是运用原则的一大关键

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。
分析与解答 :
我们用题目中的15个偶数制造8个抽屉:
  此抽屉特点:凡是抽屉中有两个数的,都具有一个共同的特点:这两个数的和是34(这个地方各位大佬要看清楚了,是你制造抽屉,也就是说按照你的规定制造抽屉,很明显这道题我制造成{2},{4,30},{6,28},{8,26},{10,24},{12,22},{14,20},{16,18}这8个抽屉)。
  现从题目中的15个偶数中任取9个数,由抽屉原理(因为抽屉只有8个),必有两个数可以在同一个抽屉中(符合上述特点).由制造的抽屉的特点,这两个数的和是34。

4.从1、2、3、4、…、19、20这20个自然数中,至少任选几个数,就可以保证其中一定包括两个数,它们的差是12。
分析与解答:在这20个自然数中,差是12的有以下8对:{20,8},{19,7},{18,6},{17,5},{16,4},{15,3},{14,2},{13,1}。
  另外还有4个不能配对的数{9},{10},{11},{12},共制成12个抽屉(每个括号看成一个抽屉).只要有两个数取自同一个抽屉,那么它们的差就等于12,根据抽屉原理至少任选13个数,即可办到(๑•ั็ω•็ั๑)。

5.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。
分析与解答: 根据题目所要求证的问题,应考虑按照同一抽屉中,任意两数都具有倍数关系的原则制造抽屉.把这20个数按奇数及其倍数分成以下十组,看成10个抽屉(显然,它们具有上述性质):
{1,2,4,8,16},{3,6,12},{5,10,20},{7,14},{9,18},{11},{13},{15},{17},{19},仔细研究一下,如果存在元素个数大于2的集合,是不是从这些集合中任意取出来两个都能满足一个数是另外一个数的倍数?(是的吧),这样设置抽屉的方法是不是很容易想到呢(๑•ั็ω•็ั๑)
  从这10个数组的20个数中任取11个数,根据抽屉原理,至少有两个数取自同一个抽屉.由于凡在同一抽屉中的两个数都具有倍数关系,所以这两个数中,其中一个数一定是另一个数的倍数。

我们可以再难一点:
6.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。是不是很神奇呢?(๑• . •๑)

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.