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数学中的抽屉原理.doc

上传人:a**** 文档编号:527562 上传时间:2025-12-09 格式:DOC 页数:8 大小:18.50KB
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资源描述

1、数学中的抽屉原理先看简单的事实:把3本书放到两个抽屉里,只有两种情况:一个一本一个二本,或一个三本一个没有。无论哪种情况,都至少有一个抽屉里有两本或两本以上的书。更一般地说,只要被放置的书数比抽屉数目大,就一定会有两本或两本以上的书放进同一抽屉。(一)抽屉原理的常见式【原理一】:如果把n个东西放进n(mn)只抽屉里,则至少有一只抽屉要放进两个或两个以上的东西。【例1】求证:在任意选取的n+1个整数中,至少存在两个整数,它们的差能被n整除。证明:对于n+1个整数,被除所得的余数为0,1,n1共n类,按余数的不同分成的n类中,至少有两个在同一类里,即这两个数被n除时所得的余数相同,那么它们的差就一

2、定能被n整除。【例2】幼儿园有三种塑料玩具(白兔、熊猫、长颈鹿)各若干个,每个小朋友任意选择两件。证明:不管怎样挑选,在七个小朋友中总有两个人选的玩具相同。证明:从三种玩具中挑选两件,搭配方式共有下列六种:(兔、兔)、(兔、熊猫)、(兔、长颈鹿)、(熊猫、熊猫)、(熊猫、长颈鹿)、(长颈鹿、长颈鹿),每一种可以看作一个抽屉,七人的7种选法中,只有6种不同的搭配,由抽屉原理,七人中至少有两人挑选玩具时搭配方式相同。【原理二】:如果把多于mn件东西,任意放进n个抽屉,那么至少有一个抽屉里有不少于m+1件东西。【例3】在口袋里有红色、蓝色和黄色的小球若干个,21个人轮流从袋中取球,每人每次取3个球。

3、求证:这21个人中至少有3个人取出的颜色相同。证明:取出的三个球颜色是同一色的(即全红、全蓝或全黄)有三种不同的情况,是两色的(如两红一蓝等)有6种情况,是三色的(即红、蓝、黄三色小球各一个)只有一种情况,故共可分成10类。由抽屉原理二知道,把21个人所取出的球按颜色可归为这10类中,则必有一类至少有(个)。所以,21个人中至少有3人取出的球的颜色相同。运用抽屉原理只是肯定了“存在”、“总有”、“至少有”,却不能确切地指出哪个抽屉里存在多少。(二)怎样应用抽屉原理应用抽屉原理解题,一般有三个步骤:(1)列出分类对象;(2)找出分类规则(即构造抽屉)并证明每一类中的东西符合题意;(3)根据题意应

4、用抽屉原理证明结论成立。【例4】给定997个整数1,3,5,1993,求证:从中任取500个不同的数,其中必有两个整数的和为1994。证明:把这997个整数中两数相加和为1994的每两个数分为一组,剩余的数为一组,可分为499组,为:1,1993,3,1991,995,999,997根据原理一,从这499组中任取500个数,必有两个数取自同一组中,那么这两个数之和为1994,问题得证。【例5】有21个自然数,且,求证:所有的差数中至少有四个相等。证明:以所有可能的差1,2,3,69作为抽屉扣住“差”,构成下列差数作为分类对象。对于可作出20个差数(即),对于可作出19个差数(即)直至可作出一个

5、差数,即(),因此共有1+2+3+19+20=210个差数。根据原理二,由+1=4,即至少有4个差相等,于是命题得证。【例6】求证:从任意n个自然数中可以找到若干个数,使它们的和是n的倍数。证明:以自然数被n除所得的余数0,1,2,n1分类制造抽屉,扣住“和”构造下列和数:若中有一个是n的倍数,问题得证。(略)可以看到,如直接给出了分类对象,只要恰当制造抽屉就可以了;如果没有直接给出分类对象,就要根据题意先构造出分类对象。有些问题要多次应用抽屉原理才能解决。【例7】对任意给的84个互异的正整数,试证其中一定存在四个正整数,仅用减号、乘号和括号将它们适当综合为一个算式,其结果为1992的倍数。提

6、示:1992=8324证明:由例1可知,在这84个互异的正整数中,至少有两个数被83除的余数相同,不妨设,则:83|()在这82个互异的正整数中,至少有两数被24除的余数相同,不妨设则24|()因为(83,24)=1所以,8324|()()即:1992|()()则、即为所求证存在的四个互异的正整数。【例8】从前30个自然数中最少要(不看这些数而以任意方式)取出几个数,才能保证取出的数中能找到两个数,其中较大的数是较小数的倍数?分析与解答:设想有30张分别写1、2、3、30的卡片,背面向上放在桌子上,从中任意抽取,如果抽取两张,譬如说可能抽到3,5,它们之间没有倍数关系,但也也许抽到2、4,它们

7、之间就有倍数关系了。看来只抽两张,不能保证出现题设的结果。抽3张呢?如果抽出了4、5、22,那很遗憾。抽4张呢?如果抽出了16、3、7、11,也不成。这样想下去,不容易找出题目所说的“至少取几个数”中的最小数,看来要想个好办法。把前30个自然数分成下列15组:1,2,4,8,163,6,12,245,10,207,14,289,1811,2213,2615,3017;19;21;23;25;27;29。根据抽屉原则知:任意取出16个数,至少有两个取出的数落入同一个组内,当然是落入前面8组中的某组,这两个数就有倍数关系。这说明任意取出16个数后可以满足题目的要求,所以,从前30个自然数中至少取1

8、6个数,就可保证取出的数中有两个数,它们之间有倍数关系。【例9】能否在8行8列的方格表(如图)的每一个空格中分别填上1,2,3这3个数字中的任意一个,使得每行、每列及对角线AC、BD上的各个数字的和互不相等?并对你的结论加以说明。分析与解答:这个问题初看起来似乎与抽屉原则关系不密切,下面我们先看图:图中8行8列及两条对角线共18条“线”,每条线上都填有8个数字,要使各条线上的数字和都不相同,那么每条线上数字和取不同值的可能性必须超过18种。下面我们来看各条线上取不同值的可能情况有多少种。如果一条线上的8个数字都填3,那么数字和最大值24,由于数字和都是整数,所以从8到24共有17种不同的值。我

9、们把数字和的17种不同的值当作17个抽屉,而把18条线分到17个抽屉里,一定有一个抽屉里有两条和两条以上的线,即18条线上的数字和至少有两个是相同的。因此,不可能使18条线上数字和互不相同。【例10】从前25个自然数中任意取出7个数,证明:取出的数中一定有两个数,这两个数中大数不超过小数的1.5倍。证明:把前25个自然数从1开始,连续的几个数为一组,其中最大的数小于最小的数的1.5倍,最少可以分成下面6组:1;2,3;4,5,6;7,8,9,10;11,12,13,14,15,16;17,18,19,20,21,22,23,24,25因为从前25个自然数中任意取出7个数,所以至少有两个数取自上

10、面第2组到第6组中的某同一组,这两个数中大数就不超过小数的1.5倍。说明:把前25个自然数分成的6组可以看成6个抽屉,所任意取的7个数看成7个苹果,那么至少有两个苹果要取自同一个抽屉。注意到每一组数中任何两个数的比值都不超过1.5,所以当判定一定有两个数取自同一组时,这两个数就符合题目要求。上面证明中,分组方法是关键,分组的目的就是为使用抽屉原则,分组是在构造抽屉。【例11】1010人考试,总分为50501(百分制),证明至少有11人同分。证明:考试的得分可能为0,1,2,99,100分,每一得分可以看作一个抽屉,那么共有101个抽屉。假设一个抽屉内最多10人,则总分最多为:10(012100

11、)=5050050501与已知矛盾,故结论正确。教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分,我常采用范读,让幼儿学习、模仿。如领读,我读一句,让幼儿读一句,边读边记;第二通读,我大声读,我大声读,幼儿小声读,边学边仿;第三赏读,我借用录好配朗读磁带,一边放录音,一边幼儿反复倾听,在反复倾听中体验、品味。与当今“教师”一称最接近的“老师”概念,最早也要追溯至宋元时期。金代元好问示侄孙伯安诗云:“伯安入小学,颖悟非凡貌,属句有夙性,说字惊老师。”于是看,宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。清代称主考官也为“老师”,而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。可见,“教师”一说是比较晚的事了。如今体会,“教师”的含义比之“老师”一说,具有资历和学识程度上较低一些的差别。辛亥革命后,教师与其他官员一样依法令任命,故又称“教师”为“教员”。说明:本题的证明使用的是反证法,就是先假设要证明的结论不成立,然后根据已知条件推出与已知相矛盾的结论,从而说明假设是错误的,要证结论是正确的。(家庭是幼儿语言活动的重要环境,为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作,孩子一入园就召开家长会,给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长,要求孩子回家向家长朗诵儿歌,表演故事。我和家长共同配合,一道训练,幼儿的阅读能力提高很快。

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