内容正文:
第五单元 数学广角—鸽巢问题
易错点2专项突破:最不利原则的应用
一、选择题
1.把21支笔放在( )个笔筒里,可以确保至少有一个笔筒里面放了3支笔。
A.10 B.7 C.6 D.3
2.一个鱼缸里有很多条鱼,共有5个品种,至少捞出( )条鱼,才能保证有5条相同品种的鱼。
A.24 B.21 C.19 D.17
3.袋子里有5个黄球,3个黑球,2个白球,从中任意拿出6个,至少有1个是( )。
A.黄球 B.黑球 C.白球 D.红球
4.从1~10这10个自然数中,至少要“取出”( )个不同的数,才能保证其中一定有1个数是偶数。
A.5 B.6 C.7 D.8
5.“鲁班球”的核心源于中国古代建筑中首创的——榫卯结构,相传是鲁班发明的,并由此得名。袋中有形状、大小完全相同的红色鲁班球7个,蓝色鲁班球5个,白色鲁班球3个,每次任意摸一个,至少要摸( )次,才能确保摸到白色鲁班球。
A.5 B.12 C.13 D.15
二、填空题
6.盒子里有同样大小的黑球10个,红球5个,白球8个,至少摸出( )个球才能保证摸到两个颜色相同的球。
7.将五种不同颜色的卡片各8张放入同一个箱子里,从中至少抽( )张,才能保证一定有4张同种颜色的卡片。
8.把红、黄、蓝三种颜色的球各5个放在一个袋子里,至少要取( )个球,才能保证取到两个颜色相同的球。
9.六(1)班的49名学生中,至少有( )名学生的属相相同;把红、黄、蓝3种颜色的球各若干个,至少要取出( )个球,才能保证取到两个颜色相同的球。
10.一个盒子里有10个红球、6个黄球和4个黑球,它们除颜色外大小形状都相同。任意摸出1个,摸到( )球的可能性最小;摸出11个时,其中一定有( )球。
11.盒子里有黑、白、黄三种颜色的筷子各8根,任意地取出筷子,使取出的筷子至少有两双不同色,那么至少要取出( )根。
12.一副扑克牌(去掉大、小王)共52张,至少摸出( )张牌,就能保证有两张牌的花色相同;至少摸出( )张牌才能保证四种花色的牌都有。
13.新年到了,茜茜给三位老师送贺卡,无论她怎么送,总有一位老师收到的贺卡多于2张。茜茜最少有( )张贺卡。
14.2024年1月5日,中国邮政正式发行《甲辰年》特种邮票,一套两枚,邮票图案名称分别为“天龙行健”和“辰龙献瑞”。丽丽买了4套该邮票,从中任意抽取,要使取出的邮票中一定有两枚邮票是相同的,她至少要取出( )枚。
15.老师给前来参加“迎春晚会”的31位同学发放编号:1,2,…,31。如果有两位同学的编号的乘积是他们编号和的倍数,则称这两位同学是“好朋友”。从这31位同学中至少需要选出( )人,才能保证在选出的人中一定可以找到两位同学是“好朋友”。
三、解答题
16.某小学篮球兴趣小组的同学中,最大的12岁,最小的6岁。最少从中挑选几名学生,就能保证找到2名年龄相同的?(先填一填,再解答)
在解决这个问题时,把( )看作抽屉,一共有( )个抽屉。
17.把红、蓝、绿、黄4种颜色足够多的水彩笔放到盒子里,至少抽出多少支才能保证抽到3支颜色相同的水彩笔?
18.希望小学六年级准备开展“中华好诗词”活动,六(1)班有45名学生,男、女生的人数比是3∶2,从中随机选取,至少选出多少人才能保证选出的学生中男、女生都有?
19.某班有48位同学参加跳绳比赛,在规定的时间内,最多的同学跳了175次,最少的同学跳了160次,那么在该班中至少要挑出多少位同学,从中必能选出3位在规定的时间内跳绳次数相同的同学?
20.箱子里有黑、白两种颜色的袜子各10只。
(1)至少摸出多少只,才能保证可以配2双袜子?
(2)至少摸出多少只,一定有1双白色袜子?
试卷第2页,共3页
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参考答案
1.A
【分析】根据最不利原则,先确保每个笔筒里放2支笔。用总数减去1,算出剩下的笔的数量,用剩下的数量除以2即可。
【详解】(21-1)÷2
=20÷2
=10(个)
把21支笔放在10个笔筒里,可以确保至少有一个笔筒里面放了3支笔。
2.B
【分析】要保证有5条相同品种的鱼,最不利的情况是每个品种的鱼都捞出了4条。此时无论再捞出1条哪种品种的鱼,都会出现有一个品种的鱼达到5条。共有5个品种,每个品种捞出4条,总数为:(条) 在最不利情况的基础上,再捞出1条鱼,即可保证有5条相同品种的鱼:(条)。
【详解】A.不符合分析,选项错误;
B.符合分析21条,选项正确;
C.不符合分析,选项错误;
D.不符合分析,选项错误;
故答案为:B
【点睛】需先考虑最不利情况(每个品种捞出4条) ,再用该总数加1得到结果。
3.A
【分析】这道题考查抽屉原理(最不利原则),先找出除黄球外其他颜色球的最大总数,模拟最倒霉的拿球情况(先把非黄球拿光),用要拿的总球数(6个)减去这个最大总数,若结果大于等于1,说明剩下的球只能是黄球,从而得出至少有1个黄球的结论。
【详解】根据分析:
统计各颜色球的数量,黄球5个,黑球3个,白球2个。计算非黄球的最大总数(个),假设先把所有黑球和白球都拿出来,这是能拿到的最多非黄球数量,一共拿了5个。需要拿6个球,已经拿了5个非黄球,还需要再拿(个),此时袋子里只剩下黄球,所以这1个球必然是黄球。得出结论从中任意拿出6个,至少有1个是黄球。
故答案为:A
4.B
【分析】1~10的自然数中,奇数为1、3、5、7、9,共5个。要保证取出的数中一定有偶数,需考虑最坏情况: 先取出所有的奇数(5个)。此时再取1个数,必定是偶数。因此至少需取的数的个数为奇数的个数加1。据此解答。
【详解】(个)
从1~10这10个自然数中,至少要“取出”6个不同的数,才能保证其中一定有1个数是偶数。
故答案为:B
5.C
【分析】要确保摸到白色鲁班球,我们需要考虑最不利的情况,也就是先把红色和蓝色的鲁班球全部摸完,然后再摸一个就一定是白色的。
【详解】先摸完红色和蓝色的球一共需要摸7+5=12(次)
再摸1次,就一定能摸到白色鲁班球。
12+1=13(次)
至少要摸13次,才能确保摸到白色鲁班球。
故答案为:C
6.4
【分析】把黑红白三种颜色看作三个抽屉,利用抽屉原理,考虑最差情况即可解答。
【详解】考虑最差情况:摸出3个球,分别是红、黑、白不同的颜色,那么再任意摸出1个球,一定可以保证有2个球颜色相同。
3+1=4(个)
至少摸出4个球,才能保证摸到两个颜色相同的球。
7.
16
【分析】用最不利原则,先假设每种颜色都抽到了3张,此时再抽1张,无论是什么颜色,都能保证有4张同色。
【详解】5×3+1
=15+1
=16(张)
8.4
【分析】要保证取到两个颜色相同的球,需从最不利的情况考虑,即每种颜色各取1个,此时再取1个球即可保证有两个球颜色相同。
【详解】3+1=4(个)
9. 5 4
【分析】抽屉原则二:如果把n个物体放在m个抽屉里,其中n>m,那么必有一个抽屉至少有:(1)当n不能被m整除时,k=[]+1个物体。(2)当n能被m整除时,k=个物体。
考虑最倒霉的情况,取出的前3个都是颜色不同的球,再取1个,一定能保证取到两个颜色相同的球。
【详解】将49名同学看成放在抽屉里的物体,将12个属相看成抽屉。
49÷12=4(名)……1(名)
4+1=5(名)
至少有5名学生的属相相同。
3+1=4(个)
至少要取出4个球。
10.
黑
红
【分析】①数量越多摸到的可能性就越大,数量越少摸到的可能性就越小,数量相等摸到的可能性相同。
②从最坏情况考虑:先摸完黄球和黑球,才能摸出红球。
【详解】因为4<6<10,即黑球最少,所以任意摸出1个,摸到黑球的可能性最小;
黄球和黑球共:6+4=10(个)
11>10
所以当黄球和黑球全部先摸出,第11个摸出的一定是红球。
11.11
【分析】根据题干,可以把黑色,白色和黄色看作3个抽屉,考虑最差情况:摸出10根:8根黑色的,1根白色的,1根黄色的,那么再任意摸出1根,无论从白色抽屉,还是从黄色抽屉摸出,都会出现有两双不同颜色的筷子,由此即可解决问题。
【详解】由分析可得:
(根)
至少要取11根才能保证达到要求。
【点睛】此题考查了利用抽屉原理解决问题的方法,这里要注意考虑最差情况。
12. 5 40
【分析】分析保证有两张牌花色相同的情况:扑克牌去掉大小王后,有4种花色,分别是黑桃、红桃、方块、梅花。考虑最不利的情况,即每种花色先各摸出1张(共摸出4张),此时再任意摸出1张牌,就一定能保证有两张牌的花色相同。
分析保证四种花色牌都有的情况:每种花色有13张牌。最不利的情形是先把其中三种花色的牌全部摸完,共摸了13×3=39(张),此时再摸1张,就必定是第四种花色的牌,这样就能保证四种花色的牌都有。
【详解】4+1=5(张)
所以至少摸出5张牌,就能保证有两张牌的花色相同。
13×3=39(张)
39+1=40(张)
所以至少摸出40张牌才能保证四种花色的牌都有。
一副扑克牌(去掉大、小王)共52张,至少摸出5张牌,就能保证有两张牌的花色相同;至少摸出40张牌才能保证四种花色的牌都有。
13.7
【分析】假设三位老师每人最多收到2张贺卡,那么总共最多有3×2=6(张)贺卡。但此时“无论怎么送,总有一位老师收到多于2张”的条件不满足(因为最多每人2张)。因此,最少需要6+1=7(张)贺卡,此时无论怎么分配,必然有一位老师收到的贺卡数≥3(即多于2张)。
【详解】根据鸽巢原理(抽屉原理),若要保证“总有一位老师收到的贺卡多于2张”,即至少有一位老师收到至少3张贺卡,则贺卡总数需满足:总数>老师人数×2=3×2=6(张),
因此,茜茜最少有6+1=7(张)贺卡
【点睛】这道题核心运用了抽屉原理的“最不利原则”:要保证某一情况必然发生,先考虑所有“不满足该情况”的最极端(最不利)情形,再在此基础上加1,即可得到满足条件的最小值。解题关键是明确“抽屉”(三位老师)和“物体”(贺卡),通过分析最不利分配来推导结果。
14.3
【分析】这套邮票有“天龙行健”和“辰龙献瑞”2种图案,最不利的情况是先取出的2枚邮票,每种图案各1枚。此时再取出1枚,不管这枚邮票是哪种图案,都能保证有两枚邮票是相同的。所以至少要取出2+1=3枚。
【详解】2+1=3(枚)
所以她至少要取出3枚。
15.25
【分析】设两位同学的编号为a和b(a<b),“好朋友”的要求是:a×b能被a+b整除(也就是a×b÷(a+b)得整数)。
找出1~31中的所有“好朋友对”包含重复的数:3和6;6和12;12和24;4和12;5和20;6和30;8和24;9和18;10和15;15和30,21和28,20和30。有好朋友的数,共12组“好朋友对”。当去掉3、5、8、9、10、12、21、30这8个数就可以破坏所有“好朋友对”,没有好朋友的数共16个:1、2、7、11、13、14、16、17、19、22、23、25、26、27、29、31。此时选了8+16=24人,再选1人,不管选剩下的哪个数,都会和之前选的数组成好朋友。
【详解】1~31中的所有“好朋友对”:3和6;6和12;12和24;4和12;5和20;6和30;8和24;9和18;10和15;15和30,21和28,20和30;
去掉3、5、8、9、10、12、21、30这8个数就可以破坏所有“好朋友对”;
没有好朋友的数共16个:1、2、7、11、13、14、16、17、19、22、23、25、26、27、29、31;
8+16=24(人)
再从剩下的数选1人;
24+1=25(人)
所以从这31位同学中至少需要选出25人,才能保证在选出的人中一定可以找到两位同学是“好朋友”。
【点睛】找出能破坏所有“好朋友”数对的数是解答本题的关键。
16.年龄;7;8名
【分析】年龄最小的是6岁,最大的是12岁,因此年龄的种类有6、7、8、9、10、11、12这7种, 把年龄看作抽屉即一共有7个抽屉。分析最不利的情况,即每种年龄都有1名同学。 最不利的情况是每一种年龄都有1名同学,这样就有1名6岁、1名7岁、1名8岁、1名9岁、1名10岁、1名11岁、1名12岁的同学,总共7名同学。在最不利的情况下,再增加1名同学,无论这名同学是多少岁,就一定能保证有2名同学年龄相同。据此解答。
【详解】根据分析得:在解决这个问题时,把年龄看作抽屉,一共有7个抽屉。
(名)
答:最少从中挑选8名学生,就能保证找到2名年龄相同的。
17.9支
【分析】要保证抽到3支同色笔,先考虑“最不利”的抽法,每次都尽量抽到不同颜色,且每种颜色都先只抽到2支。已知有红、蓝、绿、黄4种颜色,每种颜色先抽2支,共抽:4×2=8支。此时盒子里每种颜色都有2支,再抽1支,无论抽到哪种颜色,都能让该颜色的笔达到3支。
【详解】每种颜色先抽2支,再抽1支,都能让该颜色的笔达到3支。
4×2+1
=8+1
=9(支)
答:至少抽出9支才能保证抽到3支颜色相同的水彩笔。
18.28人
【分析】根据题意可知,男、女生的人数比是3∶2,由此可知,男生人数大于女生人数;男、女生的人数比是3∶2,即男生和女生人数分成了3+2=5份,用六(1)班人数÷总份数,求出1份是多少,进而求出男生人数,如果必须保证选中的人有男有女,那么要作最坏的打算,即全是男生,把男生全部选完了,再选一定是女生,所以用男生人数+1,即可解答。
【详解】男、女生的人数比是3∶2,男生人数>女生人数。
3+2=5(份)
男生:45÷5×3
=9×3
=27(人)
27+1=28(人)
答:至少选出28人才能保证选出的学生中男、女生都有。
19.
33位
【分析】在160次到175次之间共有16种不同的跳绳次数,把每个跳绳次数看作1个抽屉,共有16个抽屉。最坏的情况是每个抽屉里放2个相同的跳绳次数,就必须选出16×2=32(位)同学。如果再选一位同学,不管他跳其中哪种次数,放入相应的抽屉中,这个抽屉中便有3个相同的跳绳次数,所以至少要挑出33位同学,才能保证从中必能选出3位在规定的时间内跳绳次数相同的同学。
【详解】
(位)
答:在该班中至少要挑出33位同学,从中必能选出3位在规定的时间内跳绳次数相同的同学。
20.(1)5只
(2)12只
【分析】从最不利的情况考虑:黑、白两种颜色的袜子,第一次摸出的是黑色的袜子、第二次摸出的是白色的袜子,第三次无论摸出的是什么颜色,都可以和前两次中的一只配成一双,假设第三次摸出一只白色袜子,那么还剩一只黑色袜子,最不利情况下,第四次摸出后可能有一只黑色袜子和三只白色袜子,第五次摸出任意颜色都能配成第二双袜子,所以至少要摸出5只,才能保证可以配2双袜子。
从最不利的情况考虑:前10次都摸出了黑色的袜子,第11次,第12次只能摸出白色袜子,所以至少摸出12只,一定有1双白色袜子。
【详解】(只)
答:至少摸出5只,才能保证可以配2双袜子。
(只)
答:至少摸出12只,一定有1双白色袜子。
【点睛】从最不利的情况进行考虑。
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