抽屉原理公式及例题,高中抽屉原理公式及例题

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-04-01 05:39:47

抽屉原理公式及例题,高中抽屉原理公式及例题(1)

抽屉原理一:将n 1个元素放到n个抽屉中去,则无论怎么放,必定有一个抽屉至少有两个元素.

抽屉原理二:将nr 1个元素放到n个抽屉中去,则无论怎么放,必定有一个抽屉至少有r 1个元素.

抽屉原理三:将m个元素放到n个抽屉中去(m≥n),则无论怎么放,必定有一个抽屉至少有(m n-1)/n个元素.

1.从1,2,3,…,1988,1989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不等于4?

【分析与解】1,2,3,4,9,10,1l,12,17,18,19,20,25,…,这些数中任何两个数的差都不为4,这些数是每8个连续的数中选取前4个连续的数.有1989÷8=248……5,所以最多可以选248×4 4=996个数.

2.从1至1993这1993个自然数中最多能取出多少个数,使得其中任意的两数都不连续且差不等于4?

【分析与解】1,3,6,8,11,13,16,18,21,…,这些数中任何两个数不连续且差不等于4,这些数是每5个连续的数中选择第1、3个数。

1993÷5=398……3.所以最多可以选398×2 2=798个数。

评注:当然还可以是1,4,6,9,11,14,16,19,21,…,这些数满足条件,是每5个连续的数中选择第1、4个数。但是此时最多只能选出398×2 l=797个数。

3. 从1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12中最多能选出几个数,使得在选出的数中,每一个数都不是另一个数的2倍?

【分析与解】 方法一:直接从1开始选1,3,4,5,7,9,11,12,这样可以选出8个数;

而从2开始选2,3,5,7,8,9,11,12,这样也是可以选出8个数.

3包含在组内,因此只用考虑这两种情况即可。

所以,在满足题意情况下,最多可以选出8个数。

方法二:我们知道选多少个奇数均满足,有1,3,5,7,9,11均为奇数,并且有偶数中4的倍数,但不是8的倍数的也满足,有4,12是这样的数。

所以,在满足题意情况下最多可以选出8个数。

4.从1,3,5,7,…,97,99中最多可以选出多少个数,使得选出的数中,每一个数都不是另一个数的倍数?

【分析与解】 方法一:因为均是奇数,所以如果存在倍数关系,那么也一定是3、5、7等奇数倍。

3×33:99,于是从35开始,199的奇数中没有一个是35~99的奇数倍(不包括1倍),所以选出35,37,39,…,99这些奇数即可。

共可选出33个数,使得选出的数中,每一个数都不是另一个数的倍数。

方法二:利用3的若干次幂与质数的乘积对这50个奇数分组。

(1,3,9,27,81),(5,15,45),(7,21,63),(11,33),(13,39),(17,51),(19,57),(23,69),(25,75),(29,87),(31,93),(35),(37),(41),(43),…,(97)共33组。

前11组,每组内任意两个数都存在倍数关系,所以每组内最多只能选择一个数。

即最多可以选出33个数,使得选出的数中,每一个数都不是另一个数的倍数。

评注:12n个自然数中,任意取出n 1个数,则其中必定有两个数,它们一个是另一个的整数倍;从2,3.……,2n 1中任取n 2个数,必有两个数,它们一个是另一个的整数倍;从1,2,3.……3n中任取2n 1个数,则其中必有两个数,它们中一个是另一个的整数倍,且至少是3倍;从1,2,3,……, mn中任取(m-1)n 1个数,则其中必有两个数,它们中一个是另一个的整数倍,且至少是m倍(m、n为正整数).

5.证明:任给12个不同的两位数,其中一定存在着这样的两个数,它们的差是个位与十位数字相同的两位数。

【分析与解】 因为两个不同的两位数相减得到的差不可能为三位或三位以上的数.如果这个差是1l的倍数,那么一定有这个差的个位与十位数字相同。

两个数的差除以1l的余数有0、1、2、3、…、10这11种情况.将这11种情况视为11个抽屉。

将12个数视为12个苹果,那么必定有两个苹果在同一抽屉,也就是说有两个数除以11的余数相同,那么它们的差一定是11的倍数。

而两个两位数的差一定是一个两位数,如果这个差是11的倍数,那么就有个数与十位数字相等。

6.从1,2,3,…,49,50这50个数中取出若干个数,使其中任意两个数的和都不能被7整除,则最多能取出多少个数?

【分析与解】 利用除以7的余数分类:

余0:(7,14,21,28,35,42,49);

余1:(1,8,15,22,29,36,43,50);

余2:(2,9,16,23,30,37,44);

余3:(3,10,17,24,31,38,45);

余4:(4,11,18,25,32,39,46);

余5:(5,12,19,26,33,40,47);

余6:(6,13,20,27,34,41,48).

第一组内的数最多只能取1个;如果取第二组,那么不能取第七组内任何一个数;取第三组,不能取第六组内任何一个数;取第四组,不能取第五组内任意一个数。

第二、三、四、五、六、七组分别有8、7、7、7、7、7个数,所以最多可以取1 8 7 7=23个数。

7.从1,2,3,…,99,100这100个数中任意选出51个数.证明:

(1)在这51个数中,一定有两个数互质;

(2)在这51个数中,一定有两个数的差等于50;

(3)在这51个数中,一定存在9个数,它们的最大公约数大于1。

【分析与解】 (1)我们将1~100分成(1,2),(3,4),(5,6),(7,8),…,(99,100)这50组,每组内的数相邻.而相邻的两个自然数互质。

将这50组数作为50个抽屉,同一个抽屉内的两个数互质。

而现在51个数,放进50个抽屉,则必定有两个数在同一抽屉,于是这两个数互质.问题得证。

(2)我们将1—100分成(1,51),(2,52),(3,53),…,(40,90),…(50,100)这50组,每组内的数相差50.将这50组数视为抽屉,则现在有51个数放进50个抽屉内,则必定有2个数在同一抽屉,那么这两个数的差为50.问题得证.

(3)我们将1—100按2的倍数、3的奇数倍、既不是2又不是3的倍数的情况分组,有(2,4,6,8,…,98,100),(3,9,15,21,27,…,93,99),(5,7,11,13,17,19,23,…,95,97)这三组.第一、二、三组分别有50、17、33个元素.

最不利的情况下,51个数中有33个元素在第三组,那么剩下的18个数分到第一、二两组内,那么至少有9个数在同一组.所以这9个数的最大公约数为2或3或它们的倍数,显然大于1.问题得证。

8.有49个小孩,每人胸前有一个号码,号码从1到49各不相同.现在请你挑选若干个小孩,排成一个圆圈,使任何相邻两个小孩的号码数的乘积小于100,那么你最多能挑选出多少个孩子?

【分析与解】 将1至49中相乘小于100的两个数,按被乘数分成9组,

如下:

(1×2)、(1×3)、(1×4)、…、(1×49);

(2×3)、(2×4)、(2×5)、…、(2×49);

(8×9)、(8×10)、(8 ×11)、(8×12);

(9×10)、(9×11).

因为每个数只能与左右两个数相乘,也就是每个数作为被乘数或乘数最多两次,所以每一组中最多会有两对数出现在圆圈中,最多可以取出18个数对,共18 ×2=36次,但是每个数都出现两次,故出现了18个数.

例如:(10×9)、(9×11)、(1×8)、(8×12)、(12×7)、(7×13)、(13×6)、(6×14)、(14×5)、(5×15)、(15×4)、(4 ×16)、(16 X 3)、(3×17)、(17×2)、(2×18)、(18 ×1)、(1×10).共出现l~18号,共18个孩子.

若随意选取出19个孩子,那么共有19个号码,由于每个号码数要与旁边两数分别相乘,则会形成19个相乘的数对.

那么在9组中取出19个数时,有19=9×2 1,由抽屉原则知,必有三个数对落入同一组中,这样某个数字会在数对中出现三次(或三次以上),由分析知,这是不允许的.故最多挑出18个孩子.

9.某班有16名学生,每个月教师把学生分成两个小组.问最少要经过几个月,才能使该班的任意两个学生总有某个月份是分在不同的小组里?

【分析与解】经过第一个月,将16个学生分成两组,至少有8个学生分在同一组,下面只考虑这8个学生.

经过第二个月,将这8个学生分成两组,至少有4个学生是分在同一组,下面只考虑这4个学生.

经过第三个月,将这4个学生分成两组,至少有2个学生仍分在同一组,这说明只经过3个月是无法满足题目要求的.

如果经过四个月,将每个月都一直保持同组的学生一分为二,放人两个组,那么第一个月保持同组的人数为16÷2=8人,第二个月保持同组的人数为8÷2=4人,第三个月保持同组人数为4÷2=2人,这说明,照此分法,不会有2个人一直保持在同一组内,即满足题目要求,故最少要经过4个月.

10上体育课时,21名男、女学生排成3行7列的队形做操.老师是否总能从队形中划出一个长方形,使得站在这个长方形4个角上的学生或者都是男生,或者都是女生?如果能,请说明理由;如果不能,请举出实例.

【分析与解】 因为只有男生或女生两种情况,所以第1行的7个位置中至少有4个位置同性别。

为了确定起见,不妨设前4个位置同是男生,如果第二行的前4个位置有2名男生,那么4个角同是男生的情况已经存在,所以我们假定第二行的前4个位置中至少有3名女生,不妨假定前3个是女生。又第三行的前3个位置中至少有2个位置是同性别学生,当是2名男生时与第一行构成一个四角同性别的矩形,当有2名女生时与第二行构成四角同性别的矩形。

所以,不论如何,总能从队形中划出一个长方形,使得站在这个长方形4个角上的学生同性别.

抽屉原理公式及例题,高中抽屉原理公式及例题(2)

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