抽屉原理抽屉原理在小学数学教材中没有作为知识向同学们介绍,但它却是我们解决数学问题的
一种重要的思考方法。抽屉原理最早是由德国数学家狄利克雷最早发现的,所以也叫做狄利克雷重叠原则。下面我们就一起来研究“抽屉原理”。
【典型例题】
1第一抽屉原理:把
个物体放入
个抽屉中,其中必有一个抽屉中至少有
个物体。
例如:把3个苹果放入2个抽屉中,必然有一个抽屉中有2个苹果。
2若把5个苹果放到6个抽屉中,就必然有一个抽屉是空着的。这称为第二抽屉原理:把
个物体放在
个抽屉中,其中必有一个抽屉中至多有
个物体。
3构造抽屉的方法:
在我们利用抽屉原理思想解决数学问题时,关键是怎样把题目中的数量相对应的想成苹
果和抽屉,所以构造“抽屉”是解题的关键。下面我们就通过例题介绍常见的构造“抽屉”
的思想方法。
例1用“数的分组法”构造抽屉。
从1,2,3,……,100这100个数中任意挑出51个数来,证明在这51个数中,一定有:
(1)2个数互质;(2)2个数的差为50;(3)8个数,它们的最大公约数大于1。
分析与解答:
(1)将100个数分成50组
1,2,3,4,……,99,100。
在选出的51个数中,一定有2个数属于同一组,这一组的2个数是相邻的整数,它们一
定是互质的。
(2)我们可以将100个数分成下面这样的50组:
1,51,2,52,……,50,100。
在选出的51个数中,必有2个数属于同一组,这一组的2个数的差为50。
(3)将100个数分成5组(一个数可以在不同的组内):
第一组:2的倍数,即2,4,……,100;
第二组:3的倍数,即3,6,……,99;
第三组:5的倍数,即5,10,……,100;
第四组:7的倍数,即7,14,……,98;
第五组:1和大于7的质数,即1,11,13,……,97。
第五组中一共有22个数,所以选出的51个数中至少有29个数在第一组到第四组中,根
据抽屉可以知道总会有8个数在第一组到第四组的某一组中,这8个数的最大公约数大于1。
例2用“染色分类法”构造抽屉。下表是一个3行10列共30个小正方形的长方形,现在把每个小方格添上红色或黄色,请证明无论怎么添法一定能找到两例,它们的添色方式完全相同。
分析与解答:
f因为每一列有三格,用两种颜色去涂3个方格,我们经过实验就可以看出有8种不同的涂法。
现在我们可以把这8种涂法看做8只“抽屉”,把10列方格看做10个苹果,把10列放入8只抽屉中,由抽屉原理,至少有一只抽屉有两个相同的元素,即至少有两列涂色r