小升初奧數(shù)題資料(四)(5)
來源:家長幫論壇淄博站 文章作者:杰為卓犖 2018-03-10 16:42:21
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。ㄎ澹 抽屜問題
如果將5個蘋果放到3個抽屜中去,那么不管怎么放,至少有一個抽屜中放的蘋果不少于2個。道理很簡單,如果每個抽屜中放的蘋果都少于2個,即放1個或不放,那么3個抽屜中放的蘋果的總數(shù)將少于或等于3,這與有5個蘋果的已知條件相矛盾,因此至少有一個抽屜中放的蘋果不少于2個。
同樣,有5只鴿子飛進(jìn)4個鴿籠里,那么一定有一個鴿籠至少飛進(jìn)了2只鴿子。
以上兩個簡單的例子所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)原理就是"抽屜原理",也叫"鴿籠原理"。
抽屜原理1:將多于n件的物品任意放到n個抽屜中,那么至少有一個抽屜中的物品不少于2件。
說明這個原理是不難的。假定這n個抽屜中,每一個抽屜內(nèi)的物品都不到2件,那么每一個抽屜中的物品或者是一件,或者沒有。這樣,n個抽屜中所放物品的總數(shù)就不會超過n件,這與有多于n件物品的假設(shè)相矛盾,所以前面假定"這n個抽屜中,每一個抽屜內(nèi)的物品都不到2件"不能成立,從而抽屜原理1成立。
從最不利原則也可以說明抽屜原理1。為了使抽屜中的物品不少于2件,最不利的情況就是n個抽屜中每個都放入1件物品,共放入n件物品,此時再放入1件物品,無論放入哪個抽屜,都至少有1個抽屜不少于2件物品。這就說明了抽屜原理1。
一、例題與方法指導(dǎo)
例1. 某幼兒園有367名1996年出生的小朋友,是否有生日相同的小朋友?
分析與解:1996年是閏年,這年應(yīng)有366天。把366天看作366個抽屜,將367名小朋友看作367個物品。這樣,把367個物品放進(jìn)366個抽屜里,至少有一個抽屜里不止放一個物品。因此至少有2名小朋友的生日相同。
例2. 在任意的四個自然數(shù)中,是否其中必有兩個數(shù),它們的差能被3整除?
分析與解:因?yàn)槿魏握麛?shù)除以3,其余數(shù)只可能是0,1,2三種情形。我們將余數(shù)的這三種情形看成是三個"抽屜"。一個整數(shù)除以3的余數(shù)屬于哪種情形,就將此整數(shù)放在那個"抽屜"里。
將四個自然數(shù)放入三個抽屜,至少有一個抽屜里放了不止一個數(shù),也就是說至少有兩個數(shù)除以3的余數(shù)相同。這兩個數(shù)的差必能被3整除。
例3. 在任意的五個自然數(shù)中,是否其中必有三個數(shù)的和是3的倍數(shù)?
分析與解:根據(jù)例2的討論,任何整數(shù)除以3的余數(shù)只能是0,1,2,F(xiàn)在,對于任意的五個自然數(shù),根據(jù)抽屜原理,至少有一個抽屜里有兩個或兩個以上的數(shù),于是可分下面兩種情形來加以討論。
第一種情形。有三個數(shù)在同一個抽屜里,即這三個數(shù)除以3后具有相同的余數(shù)。因?yàn)檫@三個數(shù)的余數(shù)之和是其中一個余數(shù)的3倍,故能被3整除,所以這三個數(shù)之和能被3整除。
第二種情形。至多有兩個數(shù)在同一個抽屜里,那么每個抽屜里都有數(shù),在每個抽屜里各取一個數(shù),這三個數(shù)被3除的余數(shù)分別為0,1,2。因此這三個數(shù)之和能被3整除。
綜上所述,在任意的五個自然數(shù)中,其中必有三個數(shù)的和是3的倍數(shù)。
二、鞏固訓(xùn)練
1. 有蘋果和桔子若干個,任意分成5堆,能否找到這樣兩堆,使蘋果的總數(shù)與桔子的總數(shù)都是偶數(shù)?
分析與解:由于題目只要求判斷兩堆水果的個數(shù)關(guān)系,因此可以從水果個數(shù)的奇、偶性上來考慮抽屜的設(shè)計。
對于每堆水果中的蘋果、桔子的個數(shù)分別都有奇數(shù)與偶數(shù)兩種可能,所以每堆水果中蘋果、桔子個數(shù)的搭配就有4種情形:
。ㄆ,奇),(奇,偶),(偶,奇),(偶,偶),
其中括號中的第一個字表示蘋果數(shù)的奇偶性,第二個字表示桔子數(shù)的奇偶性。
將這4種情形看成4個抽屜,現(xiàn)有5堆水果,根據(jù)抽屜原理可知,這5堆水果里至少有2堆屬于上述4種情形的同一種情形。由于奇數(shù)加奇數(shù)為偶數(shù),偶數(shù)加偶數(shù)仍為偶數(shù),所以在同一個抽屜中的兩堆水果,其蘋果的總數(shù)與桔子的總數(shù)都是偶數(shù)。
2. 用紅、藍(lán)兩種顏色將一個2×5方格圖中的小方格隨意涂色(見右圖),每個小方格涂一種顏色。是否存在兩列,它們的小方格中涂的顏色完全相同?
分析與解:用紅、藍(lán)兩種顏色給每列中兩個小方格隨意涂色,只有下面四種情形:
將上面的四種情形看成四個"抽屜"。根據(jù)抽屜原理,將五列放入四個抽屜,至少有一個抽屜中有不少于兩列,這兩列的小方格中涂的顏色完全相同。
在上面的幾個例子中,例1用一年的366天作為366個抽屜;例2與例3用整數(shù)被3除的余數(shù)的三種情形0,1,2作為3個抽屜;例4將一條線段的10等份作為10個抽屜;例5把每堆水果中,蘋果數(shù)與桔子數(shù)的奇偶搭配情形作為4個抽屜;例6將每列中兩個小方格涂色的4種情形作為4個抽屜。由此可見,利用抽屜原理解題的關(guān)鍵,在于恰當(dāng)?shù)貥?gòu)造抽屜。
3. 在長度是10厘米的線段上任意取11個點(diǎn),是否至少有兩個點(diǎn),它們之間的距離不大于1厘米?
分析與解:把長度10厘米的線段10等分,那么每段線段的長度是1厘米(見下圖)。
將每段線段看成是一個"抽屜",一共有10個抽屜,F(xiàn)在將這11個點(diǎn)放到這10個抽屜中去。根據(jù)抽屜原理,至少有一個抽屜里有兩個或兩個以上的點(diǎn)(包括這些線段的端點(diǎn))。由于這兩個點(diǎn)在同一個抽屜里,它們之間的距離當(dāng)然不會大于1厘米。
所以,在長度是10厘米的線段上任意取11個點(diǎn),至少存在兩個點(diǎn),它們之間的距離不大于1厘米。
三、拓展提升
1. 有5個小朋友,每人都從裝有許多黑白圍棋子的布袋中任意摸出3枚棋子.請你證明,這5個人中至少有兩個小朋友摸出的棋子的顏色的配組是一樣的。
分析與解答 首先要確定3枚棋子的顏色可以有多少種不同的情況,可以有:3黑,2黑1白,1黑2白,3白共4種配組情況,看作4個抽屜.把每人的3枚棋作為一組當(dāng)作一個蘋果,因此共有5個蘋果.把每人所拿3枚棋子按其顏色配組情況放入相應(yīng)的抽屜.由于有5個蘋果,比抽屜個數(shù)多,所以根據(jù)抽屜原理,至少有兩個蘋果在同一個抽屜里,也就是他們所拿棋子的顏色配組是一樣的。
2. 一副撲克牌(去掉兩張王牌),每人隨意摸兩張牌,至少有多少人才能保證他們當(dāng)中一定有兩人所摸兩張牌的花色情況是相同的?
分析與解答 撲克牌中有方塊、梅花、黑桃、紅桃4種花色,2張牌的花色可以有:2張方塊,2張梅花,2張紅桃,2張黑桃,1張方塊1張梅花,1張方塊1張黑桃,1張方塊1張紅桃,1張梅花1張黑桃,1張梅花1張紅桃,1張黑桃1張紅桃共計10種情況.把這10種花色配組看作10個抽屜,只要蘋果的個數(shù)比抽屜的個數(shù)多1個就可以有題目所要的結(jié)果.所以至少有11個人。
3. 從2、4、6、…、30這15個偶數(shù)中,任取9個數(shù),證明其中一定有兩個數(shù)之和是34。
分析與解答 我們用題目中的15個偶數(shù)制造8個抽屜:
凡是抽屜中有兩個數(shù)的,都具有一個共同的特點(diǎn):這兩個數(shù)的和是34。
現(xiàn)從題目中的15個偶數(shù)中任取9個數(shù),由抽屜原理(因?yàn)槌閷现挥?個),必有兩個數(shù)在同一個抽屜中.由制造的抽屜的特點(diǎn),這兩個數(shù)的和是34。
。 邏輯推理
曾經(jīng)愛因斯坦出過一道測試題, 他說世界上有98%的人回答不出!!讓我們一起來看看是什么題呢。
在一條街上有5座顏色不同的房子,住著5個不同國家的人,他們抽著5種不同的煙,喝著5種不同的飲料,養(yǎng)著5種不同的寵物。有下面15個已知條件,求解。
1、英國人住紅色房子。
2、瑞典人養(yǎng)狗。
3、丹麥人喝茶。
4、綠色房子在白色房子左面。
5、綠色房子主人喝咖啡。
6、抽Pall Mall香煙的人養(yǎng)鳥。
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