以下是引用seaverr在2003-9-9 9:47:00的发言: 抽屉原理
抽屉原理又叫狄里克雷原理,是指:把n+1个元素,任意放入n个抽屉,则其中必有一个抽屉里至少有2个元素.(证明略)应用抽屉原理来解一些数学题目,往往会起到较好的效果. 抽屉原理较简单的一个应用如:在任意3名同学中,至少有2名同学的性别相同.我们不妨将男、女性别视为两个抽屉,3名同学视为3个元素,依据抽屉原理,其中必有一个抽屉里至少有2个元素,即至少有2名同学的性别相同. 抽屉原理的更为一般的表达形式是:把多于n个元素,任意放入n个抽屉里,则有一个抽屉里放进了两个或更多的元素. 应用抽屉原理解题,关键是构造合适的抽屉. 其具体应用为:
例1:证明任意7个不同的整数中,必有两个数,它们的和或差是10的倍数.
证明:∵任意整数除以10的余数,只能是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数中的一个. ∴不妨从余数角度出发,考虑构造合适的抽屉.(由题目分析,要求我们构造六个抽屉,并且抽屉中的余数和或差只能是0) 由这10个余数,构造6个抽屉: {0},{5} {1,9},{2,8},{3,7},{4,6} 则任意7个不同整数除以10后所得余数(即7个元素),任意放入这6个抽屉,其中必有一个抽屉包含有其中2个不同整数除以10后所得的2个余数. 若这两个余数同属于抽屉{0}或抽屉{5},则此二余数差是0,即这两个余数对应的整数之差可以被10整除. 若这两个余数同属于{1,9},{2,8},{3,7},{4,6}这四个抽屉中的任意一个,则这两个余数和是10,即这两个余数所对应整数之和是10的倍数. 可见,任意7个不同的整数中,必有两个数的和或差是10的倍数.
例2:对于任意的五个自然数,证明其中必有3个数的和能被3整除.
证明:第一步:构造合适的抽屉 ∵任何数除以3所得余数只能是0,1,2,不妨分别构造为3个抽屉: {0},{1},{2} 若这五个自然数除以3后所得余数分别分布在这3个抽屉中,我们从这三个抽屉中各取1个,其和必能被3整除. 若这5个余数分布在其中的两个抽屉中,则其中一个抽屉,包含有3个余数(抽屉原理),而这三个余数之和或为0,或为3,或为6,故所对应的3个自然数之和是3的倍数. 若这5个余数分布在其中的一个抽屉中,很显然,必有3个自然数之和能被3整除.
例2′:对于任意的11个整数,证明其中一定有6个数,它们的和能被6整数.
证明:设这11个整数为:a1,a2,a3……a11 ∵6=2×3 先考虑被3整除的情形 由例2知,在11个任意整数中,必存在: 3|a1+a2+a3 不妨设a1+a2+a3=b1; 同理,剩下的8个任意整数中,由例2,必存在:3 | a4+a5+a6. 不妨设a4+a5+a6=b2; 同理,其余的5个任意整数中, 有:3|a7+a8+a9 设:a7+a8+a9=b3 再考虑b1、b2、b3被2整除. 依据抽屉原理,b1、b2、b3这三个整数中,至少有两个是同奇或同偶,这两个同奇(或同偶)的整数之和必为偶数.不妨设2|b1+b2 则:6|b1+b2 即:6|a1+a2+a3+a4+a5+a6 ∴任意11个整数,其中必有6个数的和是6的倍数.
思考题:
n名同学每人至少与别人握一次手,但不能重复.证明其中至少有2名同学握手次数相同.
——可参看《北京数学奥林匹克初中教材》
解题新思路:
鸡兔四十九 百条腿地里走 问:鸡、兔各几何 分析:此题实际是简单的二元一次方程组 设:鸡为x只,兔为y只,则 解此方程组即可得 另法:假设鸡、兔都为两条腿,则四十九只鸡、兔共98条腿,比100还差两条,此两条恰为兔少的两条腿,所以应该有一只兔,四十八只鸡.
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