六年級(jí)奧數(shù)專題解析:抽屜原理
【例1】一個(gè)小組共有13名同學(xué),其中至少有2名同學(xué)同一個(gè)月過生日。為什么?
【分析】每年里共有12個(gè)月,任何一個(gè)人的生日,一定在其中的某一個(gè)月。如果把這12個(gè)月看成12個(gè)“抽屜”,把13名同學(xué)的生日看成13只“蘋果”,把13只蘋果放進(jìn)12個(gè)抽屜里,一定有一個(gè)抽屜里至少放2個(gè)蘋果,也就是說,至少有2名同學(xué)在同一個(gè)月過生日。
【例 2】任意4個(gè)自然數(shù),其中至少有兩個(gè)數(shù)的差是3的倍數(shù)。這是為什么?
【分析與解】首先我們要弄清這樣一條規(guī)律:如果兩個(gè)自然數(shù)除以3的余數(shù)相同,那么這兩個(gè)自然數(shù)的差是3的倍數(shù)。而任何一個(gè)自然數(shù)被3除的余數(shù),或者是0,或者是1,或者是2,根據(jù)這三種情況,可以把自然數(shù)分成3類,這3種類型就是我們要制造的3個(gè)“抽屜”。我們把4個(gè)數(shù)看作“蘋果”,根據(jù)抽屜原理,必定有一個(gè)抽屜里至少有2個(gè)數(shù)。換句話說,4個(gè)自然數(shù)分成3類,至少有兩個(gè)是同一類。既然是同一類,那么這兩個(gè)數(shù)被3除的余數(shù)就一定相同。所以,任意4個(gè)自然數(shù),至少有2個(gè)自然數(shù)的差是3的倍數(shù)。
【例3】有規(guī)格尺寸相同的5種顏色的襪子各15只混裝在箱內(nèi),試問不論如何取,從箱中至少取出多少只就能保證有3雙襪子(襪子無左、右之分)?
【分析與解】試想一下,從箱中取出6只、9只襪子,能配成3雙襪子嗎?回答是否定的。
按5種顏色制作5個(gè)抽屜,根據(jù)抽屜原理1,只要取出6只襪子就總有一只抽屜里裝2只,這2只就可配成一雙。拿走這一雙,尚剩4只,如果再補(bǔ)進(jìn)2只又成6只,再根據(jù)抽屜原理1,又可配成一雙拿走。如果再補(bǔ)進(jìn)2只,又可取得第3雙。所以,至少要取6+2+2=10只襪子,就一定會(huì)配成3雙。
思考:1.能用抽屜原理2,直接得到結(jié)果嗎?
2.把題中的要求改為3雙不同色襪子,至少應(yīng)取出多少只?
3.把題中的要求改為3雙同色襪子,又如何?
【例4】一個(gè)布袋中有35個(gè)同樣大小的木球,其中白、黃、紅三種顏色球各有10個(gè),另外還有3個(gè)藍(lán)色球、2個(gè)綠色球,試問一次至少取出多少個(gè)球,才能保證取出的球中至少有4個(gè)是同一顏色的球?
【分析與解】從最“不利”的取出情況入手。
最不利的情況是首先取出的5個(gè)球中,有3個(gè)是藍(lán)色球、2個(gè)綠色球。
接下來,把白、黃、紅三色看作三個(gè)抽屜,由于這三種顏色球相等均超過4個(gè),所以,根據(jù)抽屜原理2,只要取出的球數(shù)多于(4-1)×3=9個(gè),即至少應(yīng)取出10個(gè)球,就可以保證取出的球至少有4個(gè)是同一抽屜(同一顏色)里的球。
故總共至少應(yīng)取出10+5=15個(gè)球,才能符合要求。
思考:把題中要求改為4個(gè)不同色,或者是兩兩同色,情形又如何?
當(dāng)我們遇到“判別具有某種事物的性質(zhì)有沒有,至少有幾個(gè)”這樣的問題時(shí),想到它--抽屜原理,這是你的一條“決勝”之路。