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小學奧賽中的抽屜問題

抽屜問題,又稱狄利克雷原理,原理壹:將n個以上的元素以任意方式分成n個集合,那麽至少有壹個集合必須包含至少兩個元素。原則二:將m×n個以上的元素放入n個抽屜中,那麽壹個抽屜中必須有m+1個以上的元素。抽屜原理是證明滿足壹定條件的物體存在的有力工具,應用抽屜原理解決問題的關鍵是如何構造抽屜。

例1:壹個大袋子裏有很多紅黃綠的玻璃球。如果壹次隨機取三個球,取11次,至少有兩次玻璃球顏色完全相同,請說明原因。

解析:所謂兩個玻璃球的顏色條件完全相同,就是說如果壹個取1黃2綠,另壹個取1黃2綠,那麽它們的顏色條件完全相同。怎麽解釋呢?這就需要構建抽屜,用抽屜原理來解釋。隨便拿出三個球,會有不同的情況。讓我們把他們都找出來。每種顏色的情況都是壹個抽屜,不同的顏色情況有多少抽屜就有多少抽屜。

解決方法:壹次取三個球,有10種不同的顏色條件。把這10個不同的顏色條件作為10個抽屜,把11次作為11個對象。根據抽屜原理壹,取10。也就是說,如果取11次,玻璃球的顏色至少要有兩次完全相同。

例2:驗證1997年6月出生的32個孩子中至少有兩個是同壹天出生的。

分析:1997 65438+10月* * * 31天,為了回答上面的問題,我們不妨假設65438+10月的這31天是31抽屜,把1月出生的任何32個孩子看成32個元素。根據鴿子洞原理的知識,有壹個抽屜至少有兩個元素。

答:答:5438年6月+10月出生的32個孩子中,至少有兩個是同壹天出生的。

練習:

1.驗證:在八個不同的整數中,必須有六個整數x1,x2,x3,x4,x5,x6,這使得(X1-X2) (X3-X4) (X5-X6)正好是105的倍數。

解析:由於105=3×5×7,且3、5、7成對互質,只要能找到兩個數,如x1、x2,使X1-X2是7的倍數,X3-X4是5的倍數,X5-X6是3的倍數,即得出題目。

解法:根據鴿子洞原理I,給定的任意8個整數中,壹定有兩個整數被7整除後余數相同。設這兩個數為x1,x2,就會有7 | (X1-X2),或者表述為:X1-X2 = 7k1(其中k1)。剩下的6個數中,壹定有兩個數的余數相同,都除以5。我們把這兩個數設為x3和x4,這樣x3和x4滿足:x3-x4 = 5k2 (k2為非零整數)。在剩下的四個數中,必須有兩個整數除以3才能得到相同的余數。我們把這兩個數設為x5和x6,這樣X5-X6 = 3k3 (k3為非零整數)。

(x1-x2) (x3-x4) (x5-x6)

=7k1 5k2 3k3

=105×整數

即從任意給定的八個不同的整數中,我們肯定能找到六個數,即x1,x2,x3,x4,x5,x6,這樣(x1-x2) (x3-x4) (X5-X6)就是105的倍數。

2.壹個袋子裏有四個不同顏色的球。如果壹次摸兩個球,必須保證10次結果都壹樣。妳至少應該摸它們幾次?

分析:當兩個球顏色相同時,有四種不同的結果。當兩個球的顏色不同時,最多可以有3+2+1個不同的結果。把上面10個不同的結果作為10個抽屜。

解決方法:要求10次觸碰結果相同。根據鴿子洞原理二,至少要接觸9×10+1=91(次)。

3.壹個圓上有40個直徑。在每個直徑的兩端填入壹個數字。您填寫的數字可以從1到20中選擇。必須有兩個直徑,兩端的數之和相等。

解析:做抽屜的方向壹定是在每個直徑的兩端填充1到20的任意壹個數時會有多少個不同的和。用這些不同的抽屜。然後和直徑數對比,就可以得出結論了。

解:直徑兩端之和最小為2,最大為40。所以,* * *有39個不同的和,把這39個不同的和看成39個抽屜,直徑數是40,大於39,所以壹定有兩個直徑,兩端的數之和相等。

4.能否在8行8列的網格表的每個空格中填入1,2,3這三個數字中的任意壹個,使每行、每列和對角線上的數字之和AC,BD不壹樣?解釋妳的結論。

分析和解決方法:有8行8列兩條對角線。* *共有18個“行”,每個“行”填8個數字。為了使每壹“行”上的數字之和不同,每壹“行”上的數字之和的值應不小於18。我們來分析壹下每條“線上”取了多少不同的和。如果某壹“行”上的八個數都用最小的數1填充,就可以得到數之和的最小值。如果壹行中的八個空格都用最大的數字3填充,那麽數字之和的最大值可以是24。由於數字及其和都是整數,所以從8到24***,有17個不同的值。我們把17個不同數值的數字和看作17個抽屜,把18個“行”看作18個元素。根據鴿子洞原理I,如果妳把18個元素放進17個抽屜裏,那麽壹個抽屜裏至少要有兩個元素。即18行上的數字至少有兩個是相同的,所以不可能使18行上的數字互不相同。

5.在有六個隊參加的單循環賽中(每兩個隊要打壹場),無論比賽什麽時候進行,都必須有兩個隊,而且兩個隊打了相同數量的比賽。

分析:無論比賽什麽時候進行,0到5的比賽都有可能出現。因此,會有五個不同的抽屜。

解:6隊5抽屜。根據抽屜原理1,無論比賽什麽時候進行,都必須有兩隊比賽次數相同。

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