抽屉原理1

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  • 资源类别: 通用 / 高中教案 / 高中竞赛教案
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  • 更新时间: 2010/10/26 23:13:23
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约11920字。

  抽屉原理
  引言
  抽屉原理
  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或多于n+1个元素放到n个集合中去,其中必定至少有一个集合里有两个元素。” 抽屉原理有时也被称为鸽巢原理(“如果有五个鸽子笼,养鸽人养了6只鸽子,那么当鸽子飞回笼中后,至少有一个笼子中装有2只鸽子”)。它是组合数学中一个重要的原理。
  目录
  常见形式
  整除问题
  面积问题
  染色问题
  狄利克雷原则
  一般表述及意义
  抽屉问题经典练习
  第一节
  常见形式 
  第一抽屉原理
  原理1 把多于n个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有2个或2个以上的物体。
  抽屉原理
  [证明](反证法):如果每个抽屉至多只能放进一个物体,那么物体的总数至多是n,而不是题设的n+k(k≥1),这不可能.
  原理2 把多于mn(m乘以n)个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有m+1个或多于m+1个的物体。
  [证明](反证法):若每个抽屉至多放进m个物体,那么n个抽屉至多放进mn个物体,与题设不符,故不可能
  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。.
  原理1 2 3都是第一抽屉原理的表述
  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。
  [证明](反证法):若每个抽屉都有不少于m个物体,则总共至少有mn个物体,与题设矛盾,故不可能
  应用
  二.应用抽屉原理解题
  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。
  例1:400人中至少有两个人的生日相同.
  解: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:至少有两人的生日相同.
  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.
  “从任意5双手套中任取6只,其中至少有2只恰为一双手套。”
  “从数1,2,...,10中任取6个数,其中至少有2个数为奇偶性不同。”
  例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.
  解 :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.
  上面数例论证的似乎都是“存在”、“总有”、“至少有”的问题,不错,这正是抽屉原则的主要作用.(需要说明的是,运用抽屉原则只是肯定了“存在”、“总有”、“至少有”,却不能确切地指出哪个抽屉里存在多少.)

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