内容正文:
专题08 数学广角——鸽巢问题(抽屉原理)
(1)“鸽巢原理” 也叫“抽屉原理 ”。
①鸽巢原理一:把 m 个物体任意分放进 n 个抽屉中(m>n,m 和 n 是非 0自然数),那么一定有一个抽屉中至少放进了 2 个物体。
②鸽巢原理二:把多于 kn 个物体任意分放进 n 个抽屉中(k 是正整数,n 是非 0 自然数),那么一定有一个抽屉中至少放进了(k+1)个物体。
(2)用“鸽巢原理”解决求物体个数的方法:
①确定把什么看作物体,把什么看作鸽巢。
②确定鸽巢的个数。如果有 n 个鸽巢,要保证至少有a个物体放进同一个鸽巢,那么物体的总个数至少是(a-1)n+1。
一、选择题
1.把20个苹果分给6个小朋友,不管怎么分,总有一个小朋友至少分到( )个苹果。
A.3 B.4 C.5 D.6
2.从 1-10 这样的 10 张数字卡片中,至少要抽出( )张卡片,才能保证有奇数又有偶数。
A.3 B.4 C.5 D.6
3.箱子中有质地、型号完全相同的红、黄、白三种颜色的袜子各8只。至少拿出( )只,可以保证凑成两双颜色不相同的袜子。
A.5 B.8 C.10 D.11
4.六(1)班有35名同学,按学号依次轮流当值日班长,这学期有22周,每人至少轮到( )次。
A.2 B.3 C.4 D.5
5.龙龙玩掷骰子游戏,同时掷两枚骰子,要保证掷出的数字之和至少有两次相同,他最少要掷( )次。
A.7 B.10 C.11 D.12
二、判断题
6.六(1)班数学兴趣小组15名同学,至少有2人的出生月份相同。( )
7.把25枝月季花插到4个花瓶中,总有一个花瓶至少插6枝月季花。( )
8.六(1)班有45名同学,至少有4名同学在同一个月过生日。( )
9.冬冬的3次数学测试一共得了280分(成绩都为整数),至少有一次成绩不低于94分。( )
10.把红、黄、蓝3种颜色的球各10个放在1个袋子里,至少取出4个球。可以保证取到两个颜色相同的球。( )
三、填空题
11.有4双不同花色的手套,至少要拿出 只,才能保证有两只手套是一双。
12.六年级有5个班,在一次数学竞赛中,至少要有 人获奖,才能保证有3名学生一定在同一个班级里。
13.一把钥匙只能打开一把锁,现有10把锁和其中的8把钥匙,最少要试验 次,才能确保将这8把钥匙都配上锁。
14.把红、黄、蓝、白四种颜色的球各6个放到一个抽奖箱里,至少要抽 个球才可以保证抽到两个颜色相同的球;至少要抽 个球才可以保证抽到两个颜色不同的球。
15.将一些珠子放进5个盒子里,不管怎样放,总有一个盒子里至少有4颗珠子。这些珠子至少有 颗,最多有 颗。
四、解决问题
16.37 名同学每人答两道题,规定答对一道题得两分,不答得一分,答错得零分,至少有几名同学的成绩相同?
17.6 只小鸟飞到4棵树上休息,至少有几只小鸟要在同一棵树上休息? 13 只小鸟飞到4棵树上休息呢?
18.小明拋两枚一元硬币(一面字一面花),如果一共拋了20次,那么至少有几次拋得的结果相同?
19.某班学生去买语文书、数学书、外语书。有买一本的、两本的,也有三本的,至少要去几个学生才能保证一定有2个学生买到相同的书(每种书最多买一本)?
20.五年级有48名学生参加一次数学竞赛,成绩都是整数,满分是100分。已知5名学生的成绩在60分以下,其余学生的成绩均在75~95之间。问:至少有几名学生的成绩相同?
1.【答案】B
【解析】解:20÷6=3……2,3+1=4,所以总有一个小朋友至少分到4个苹果。
故答案为:B。
【分析】考虑最不利的情况,先给每个小朋友平均分,这样就有剩下的,所以再给小朋友分一个苹果,即总有一个小朋友至少分到3+1=4个苹果。
2.【答案】D
【解析】解:5+1=6(张)。
故答案为:D。
【分析】1-10 这样的 10 张数字卡片中有5张奇数,5张偶数,要保证有奇数又有偶数至少要抽出卡片的张数=偶数的张数+1张。
3.【答案】A
【解析】解:3+2=5(只),至少拿出5只,可以保证凑成两双颜色不相同的袜子。
故答案为:A。
【分析】先拿红、黄、白三种颜色的袜子各1只,再拿任意不同颜色的袜子2只,就可以保证凑成两双颜色不相同的袜子。
4.【答案】B
【解析】解:22×5=110(天)
110÷35=3(次)......5(天)
每人至少轮到3次
故答案为:B。
【分析】这学期总天数÷总学生数=平均每人值日的天数......余下的天数。
5.【答案】D
【解析】解:能掷出的和有:2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12,共11种情况;
最少要掷11+1=12(次),能保证掷出的数字之和至少有两次相同。
故答案为:D。
【分析】掷两枚骰子,能掷出的和在1+1=2到6+6=12之间,共11种情况,所以考虑最坏的情况,前11次的和都不相同,那么第(11+1)次得到的和前11次得到的和有相同情况。
6.【答案】正确
【解析】解:15÷12=1(名)..3(名)
1+1=2(名)
至少有2人的出生月份相同,原题说法正确。
故答案为:正确。
【分析】一年有12个月,那么可以看作是12个抽屉,15名同学看做15个元素,考虑最差情况:把15名同学平均分配在12个抽屉中:15÷12=1(个)..…3(个),那么每个抽屉都有1人,那么剩下的3人,无论放到哪个抽屉都会出现2个人在同一个抽屉里,据此判断。
7.【答案】错误
【解析】解:25÷4=6(枝)......1(枝)
6+1=7(枝)
总有一个花瓶至少插7枝月季花
原题说法错误
故答案为:错误。
【分析】抽屉原理:物体数量÷抽屉数量=商......余数,商+1=至少放进的数量。据此解答。
8.【答案】正确
【解析】解:45÷12=3(名)……9(名),余下的9名同学无论哪个月过生日,总有一个月至少有3+1=4(名)同学过生日,原题说法正确;
故答案为:正确。
【分析】一年有12个月,用45除以12求出商和余数,余下的人不论哪个月过生日,总比商多1人在同一个月过生日。
9.【答案】正确
【解析】280÷3=93(分)......1(分);
93+1=94(分)。
故答案为:正确。
【分析】总分数÷考试的次数=平均每次的分数......余下的分数;余下的1分不论放在哪次考试中,至少有一次成绩不低于94分。
10.【答案】正确
【解析】解:至少取出4个球,可以保证取到两个颜色相同的球,题中说法正确。
故答案为:正确。
【分析】考虑最不利的情况,先把3种颜色的球各取一个,再从袋子里取1个,就可以保证取到两个颜色相同的球,所以至少需要取3+1=4个。
11.【答案】5
【解析】4+1=5(只).
故答案为:5.
【分析】此题主要考查了抽屉原理的应用,因为有4双不同花色的手套,假设只拿4只,可能每种花色各拿一只,那么再多拿一只,一定会出现同色的,所以至少拿出4+1=5只,就能保证有两只手套是一双,据此解答.
12.【答案】11
【解析】解:5×2+1
=10+1
=11(人)
故答案为:11。
【分析】将5个班看成5个抽屉,要保证有3名学生在同一个班里,考虑最差情况:每个班都有2名学生获奖,再有1人获奖,无论放在哪个班都会出现一个班有3名学生获奖。据此解答即可。
13.【答案】44
【解析】解:9+8+7+6+5+4+3+2
=(9+2)×8÷2
=11×8÷2
=88÷2
=44(次)
故答案为:44。
【分析】从最不利情况考虑,第一把钥匙开前面9把锁都打不开,那么第10把锁就是可以打开的;第二把钥匙开前面8把锁都打不开,那么第9把锁就是可以打开的;第三把钥匙开前面7把锁都打不开,那么第8把锁就是可以打开的;第四把钥匙开前面6把锁都打不开,那么第7把锁就是可以打开的;第五把钥匙开前面5把锁都打不开,那么第6把锁就是可以打开的;第六把钥匙开前面4把锁都打不开,那么第5把锁就是可以打开的;第七把钥匙开前面3把锁都打不开,那么第4把锁就是可以打开的;第八把钥匙开前面2把锁都打不开,那么第3把锁就是可以打开的。由此最少需要试验9+8+7+6+5+4+3+2=44次, 才能确保将这8把钥匙都配上锁。
14.【答案】5;7
【解析】解:把红、黄、蓝、白四种颜色的球各6个放到一个抽奖箱里,至少要抽5个球才可以保证抽到两个颜色相同的球;至少要抽7个球才可以保证抽到两个颜色不同的球。
故答案为:5;7。
【分析】第一问:因为有四种颜色,假设前4次各取一种颜色的球,那么第5次无论取什么颜色的球都能保证抽到两个颜色相同的球。
第二问:因为每种颜色有6个,假设前6次取出的球的颜色相同,那么再取第7个无论是什么颜色都能保证取到两个颜色不同的球。
15.【答案】16;20
【解析】解:5×(4-1)+1
=5×3+1
=15+1
=16(颗)
5×4=20(颗)
故答案为:16;20。
【分析】先把5个盒子,每个盒子先放3颗珠子,这时候不关再哪个盒子再放1颗珠子, 总有一个盒子里至少有4颗珠子 ,即最少有珠子5×(4-1)+1=16颗;最多有珠子5×4=20颗。
16.【答案】解:完成全部题目的最高得分是:2×2=4(分)
得分情况有5种:4分、3分、2分、1分、0分
37÷5=7(名)……2(名)
7+1=8(名)
答:至少有8名同学的成绩相同。
【解析】【分析】先分析得分情况,由于每名同学都答2道题,且规定答对一道得2分,不答得1分,答错得0分,所以完成全部题目的最高得分是2×2=4(分),所以有5种得分情况,即:4分、3分、2分、1分、0分,相当于5个抽屉,据此可得,37÷5=7(名)……2(名),利用抽屉原理,7+1=8(名),也就是说至少有8名同学的成绩相同。
17.【答案】解:6÷4=1……2(只)
1+1=2(只)
13÷4=3……1(只)
3+1=4(只)
答: 6 只小鸟飞到4棵树上休息,至少有2只小鸟要在同一棵树上休息;13 只小鸟飞到4棵树上休息,至少有4只小鸟要在同一棵树上休息。
【解析】【分析】6只小鸟飞到4棵树上休息,由于6不能被4整除,我们首先将6只小鸟均匀分配到4棵树上,每棵树上有1只小鸟,剩余2只小鸟。剩余的2只小鸟无论分配到哪棵树上,都会使得至少有2棵树上有2只小鸟,即在最坏的情况下,至少有2只小鸟在同一棵树上休息。
13只小鸟飞到4棵树上休息。如果每棵树上的小鸟数量都相同,由于13不能被4整除,我们首先将13只小鸟尽量均匀分配到4棵树上,每棵树上有3只小鸟,剩余1只小鸟。剩余的1只小鸟分配到任何一棵树上,都会使得至少有一棵树上有4只小鸟。因此,在这种情况下,至少有4只小鸟在同一棵树上休息。
18.【答案】解:20÷3=6(次)……2(次),6+1=7(次)
答:那么至少有7次拋得的结果相同。
【解析】【分析】抛两枚硬币共会出现3种情况:2个字、2个花、1个字1个花。从最不利的情况考虑,如果每种情况各抛出6次,那么剩下的2次无论抛出什么结果,都至少有7次抛得的结果相同。
19.【答案】解:买书的类型有:
买一本:有语文、数学、外语3种。
买两本:有语文和数学、语文和外语、数学和外语3种。
买三本:有语文、数学和外语1种。
3+3+1=7(种)。
7+1=8(个)
答:至少要去8个学生。
【解析】【分析】首先考虑买书的几种可能性:买一本、两本、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个元素,那么去的人数应大于抽屉数,所以元素数至少比抽屉数多1才能保证2个学生买到相同的书。
20.【答案】解: 75~95 分的有:48-5=43(个)
43÷21=2(人)……2(人)
2+1=3(人)
答:至少有3名学生的成绩相同。
【解析】【分析】既然是问“至少有几名学生的成绩相同”,说明以成绩为抽屉,学生为物品,除了5名成绩在60分以下的学生外,其余成绩均在 75~95 分之间, 75~95 共有21个不同分数,将这21个分数作为21的抽屉,把48-5=43(个)学生作为物品,43÷21=2……2,根据抽屉原理2,至少有3件物品,即这48名学生中至少有3名学生的成绩是相同的。
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