内容正文:
第六讲 抽屉原理(一)
第一部分:趣味数学
二桃杀三士
“二桃杀三士”是中国古代的一个历史故事,最早记载于《晏子春秋》,后来变成成语,比喻用阴谋杀人。这是怎样的一个故事呢?你肯定很好奇吧?故事是这样的:在春秋时
期齐景公的手下有三员大将,他们分别是田开疆、公孙接和古冶子。他们力大无比,武功超群,为齐景公立下过汗马功劳,但也因此恃功而骄,极其自负,不把别的官员放在眼里,为此得罪了齐国的宰相晏婴。晏子便私下劝齐景公杀掉他们,并献上一计:先以齐景公的名义赏赐三名男士两个桃子,让他们自己评功,按功劳的大小来分桃吃。
三勇士都认定自己的功劳最大,应该单独吃个桃。公孙接抢得先机先讲了自己的打虎功,拿了一个桃;田开疆紧接着讲了自己的杀敌功,拿起了剩下的另一桃。两人正准备吃桃子,古冶子说出了更大的功劳。另二人都觉得自己的功劳确实没有古冶子的功劳大,一时羞愧难当,赶忙让出桃子并且觉得自已功劳不如人家,却抢着要吃桃子,暴露了自己的贪婪无耻,实在没有脸再活下去,于是都拔剑自刎了。古冶子见了,后悔不迭,仰天长叹道:“我们本是朋友,可为了一个桃子,我竟然吹捧自己羞辱朋友,真是太不讲义气了!如今他们都为此而死了,我独自活着,算什么勇士!”说罢,古冶子也拔剑自杀了。区区两个桃子,顷刻间让三位猛将都倒在血泊之中。
晏子采用借“桃”杀人的办法,不费吹灰之力便达到了事先的目的,汉朝的一位无名氏在一首诗中曾讽刺的写道:“一朝被谗言,二桃杀三士。谁能为此谋,相国齐晏子!在晏子的权谋之中,包含了一个重要的数学原理—抽屉原理。你知道是怎么回事吗?
第二部分:习题精讲
如果给你5盒饼干,让你把它们放到4个抽屉里,那么可以肯定有一个抽屉里至少有2盒饼干。如果把4封信投到3个邮箱中,那么可以肯定有一个邮箱中至少有2封信。如果把3本联练习册分给两位同学,那么可以肯定其中有一位同学至少分到2本练习册。这些简单内的例子就是数学中的“抽屉原理”。
基本的抽屉原理有两条:(1)如果把x+k(k≥1)个元素放到x个抽屉里,那么至少有一个抽屉里含有2个或2个以上的元素。(2)如果把m×x×k(x>k≥1)个元素放到x个抽屉里,那么至少有一个抽屉里含有m+1个或更多个元素。
利用抽屉原理解题时要注意区分哪些是“抽屉”?哪些是“元素”?然后按以下步骤解答:a、构造抽屉,指出元素。b、把元素放入(或取出)抽屉。C、说明理由,得出结论。
本周我们先来学习第(1)条原理及其应用。
例题1:
某校六年级有学生367人,请问有没有两个学生的生日是同一天?为什么?
把一年中的天数看成是抽屉,把学生人数看成是元素。把367个元素放到366个抽屉中,至少有一个抽屉中有2个元素,即至少有两个学生的生日是同一天。
平年一年有365天,闰年一年有366天。把天数看做抽屉,共366个抽屉。把367个人分别放入366个抽屉中,至少在一个抽屉里有两个人,因此,肯定有两个学生的生日是同一天。
练习1:
1.某校有370名1992年出生的学生,其中至少有2个学生的生日是同一天,为什么?
2.某校有30名学生是2月份出生的,能否至少有两个学生生日是在同一天?
3.15个小朋友中,至少有几个小朋友在同一个月出生?
例题2:
某班学生去买语文书、数学书、外语书。买书的情况是:有买一本的、二本的、也有三本的,问至少要去几位学生才能保证一定有两位同学买到相同的书(每种书最多买一本)?
首先考虑买书的几种可能性,买一本、二半、三本共有7种类型,把7种类型看成7个抽屉,去的人数看成元素。要保证至少有一个抽屉里有2人,那么去的人数应大于抽屉数。所以至少要去7+1=8(个)学生才能保证一定有两位同学买到相同的书。
买书的类型有:
买一本的:有语文、数学、外语3种。
买二本的:有语文和数学、语文和外语、数学和外语3种。
买三本的:有语文、数学和外语1种。
3+3+1=7(种)把7种类型看做7个抽屉,要保证一定有两位同学买到相同的书,至少要去8位学生。
练习2:
1.某班学生去买语文书、数学书、外语书、美术书、自然书。买书的情况是:有买一本的、二本的、三本或四本的。,问至少要去几位学生才能保证一定有两位同学买到相同的书(每种书最多买一本)?
2.学校图书室有历史、文艺、科普三种图书。每个学生从中任意借两本,那么至少要几个同学才能保证一定有两人所借的图书属于同一种?
3.一只袋中装有许多规格相同但颜色不同的玻璃珠子,颜色有绿、红、黄三种,问最少要取出多少个珠子才能保证有两个同色的?
例题3:
一只袋中装有许多规格相同但颜色不同的手套,颜色有黑、红、蓝、黄四种。问最少要摸出多少只手套才能保证有3副同色的?
把四种不同的颜色看成是4个抽屉,把手套看成是元素,要保证有1副同色的,就是1个抽屉里至少有2只手套,根据抽屉原理,最少要摸出5只手套。