内容正文:
先放完再说,剩下的随便放,这就简单多了。
人教版六年级下册第五单元数学广角
道县第九小学
胡静
这里有4个锦囊,但只有3个安全位置可放置。若想逃出,必须保证:无论怎么放,总有一个位置至少有2个锦囊。
悟空探阵,枚举寻因
第一关:青铜关
第二关:白银关
第三关:黄金关
探究新知
把4支铅笔放进3个笔筒中,不管怎么放,总有一个笔筒里至少有2支铅笔。 你知道为什么吗?
“总有”和“至少”是什么意思?
总有:一定有,肯定存在,无论如何都不会例外。
至少:最少,底线数值,即“大于”“等于”这个数量。
小组活动验证
把4支铅笔放进3个笔筒中,可以怎么放?有几种不同的放法?
要求:1.动手画一画,做到放法有序,保证不重复、不遗漏。
(某个笔筒中可以空着不放)
2.把放法用你喜欢的数学符号记录下来。
如: 或(4,0,0)等。
3.仔细观察,你发现每种放法中,放笔最多的那个笔筒里有几支?用笔圈出来。
4.完成后组内交流,组织好语言,准备全班展示。
方法一
枚举法:找出所有可能 —— 鸽巢原理初探
观察发现:无论哪种摆法,总有一个笔筒里的铅笔数量不是1支。要么是2支,要么更多。
核心结论:
不管怎么放,总有一个笔筒里至少有2支铅笔。
枚举法核心:不重不漏,一一列举所有可能情况
(4,0,0)
(2,1,1)
(2,2,0)
(3,1,0)
孙悟空把各种情况都摆了出来
想一想:把5支铅笔放进4个盒子,总有一个盒子至少要放进几支笔?
(5,0,0,0)(4,1,0,0)(3,2,0,0)
(3,1,1,0)(2,2,1,0)(2,1,1,1)
总有1个盒子里至少要放进2支铅笔,你同意吗?
假设法
我这样想:如果每个笔筒中最多放1支铅笔,那么3个笔筒中最多放3支。可是现在有4支铅笔,所以总有1个笔筒中至少有2支铅笔。
这种想法能不能用一个简单的算式表达出来?
4÷3=1(支)......1(支)
1+1=2(支)
方法二
如果有更多的笔和笔筒,这个方法还适用吗?
铅笔支数 盒子个数 总有1个盒子里至少放的铅笔数
6 5 2
7 6 2
8 7 2
9 8 2
… … …
n+1 n 2
观察
你发现了什么?
结论
把(n+1)个物体任意放进n个抽屉中,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。
这种原理叫作抽屉原理,也叫鸽巢原理。
AI资料拓展
1622年·法国学者吕里雄写下了一个有趣的观察:在一个城市里,至少有两个人的头发数量完全相同。为什么?因为人的头发最多约15万根,而城市人口往往超过15万——这就相当于把超过15万只“鸽子”放进只有15万个“笼子”里,必然有笼子被“挤进”两个人。这是鸽巢原理最早的文字记录,不过当时大家只把它当作一个机智的玩笑。
1834年·德国数学家狄利克雷(Dirichlet)在研究一个很难的数论问题时,反复使用了一个简单工具:把 n+1 个物体放进 n 个抽屉,至少有一个抽屉里有两个物体。他把它命名为“抽屉原理”(Schubfachprinzip)。从此,这个原理从一句“废话”变成了严谨的数学武器,在数论、组合、几何中到处发光。
1930年·英国天才数学家拉姆齐(Frank Ramsey)问了一个更疯狂的问题:如果我不只要两个东西挤在一起,而是想要三个、一百个、甚至任意多个东西必然同时出现呢?他的答案是——只要系统足够大,混乱中一定会冒出惊人的有序结构。这就是拉姆齐定理,也被称为“广义鸽巢原理”。它把鸽巢原理的思想从“简单重复”推向了“复杂必然性”,成为现代组合数学的基石之一。
为什么它值得你记住?鸽巢原理告诉我们:最简单的道理,往往藏着最深的智慧。
下次你把太多书塞进书包、或者发现班里一定有同学生日相同时,别忘了——你正在亲手验证一个跨越400年的数学魔法。
这里有四个锦囊,但只有三个安全位置可放置。若想逃出,必须保证:无论怎么放,总有一个位置至少有2个锦囊。
待分物体
抽屉
如果每个安全位置最多有1个锦囊,则3个安全位置最多只有3个锦囊。
现在有4个锦囊,剩下的1个锦囊不论放在哪个安全位置,总有一个位置至少有2个锦囊。
🧠 假设法思路:核心是“平均分”
第一步:平均分。4支铅笔放3个笔筒,每筒先放1支。
4 ÷ 3 = 1 (支)... 1(支)
第二步:放剩余。剩下的1支随便放,总有一筒变成:
1 + 1 = 2(支)
回顾与反思
悟空探阵,枚举寻因
第一关:青铜关
第二关:白银关
第三关:黄金关
沙僧守关 | 学以致用
1.随意找13位老师,他们中至少有2个人的属相相同。为什么?
【教材P67 做一做】
待分物体
抽屉
有12个属相,如果每个属相各有1位老师,剩下的1位老师无论是什么属相,都至少有2个人的属相相同。
2. 5只鸽子飞进了3个鸽笼,总有1个鸽笼至少飞进了2只鸽子。为什么?
【教材P67 做一做】
每个鸽笼先飞进1只鸽子,剩下的2只鸽子,无论飞进哪个鸽笼,总有1个鸽笼至少飞进2只鸽子。
5÷3=1(只)......2(只)
至少数:1+1=2(只)
注意:无论余数是几,至少数都等于商+1
悟空探阵|枚举寻因
第一关:青铜关
第二关:白银关
第三关:黄金关
沙僧守关 | 学以致用
师徒齐心|攻克难关
3.扑克牌中一共有4种花色,假设前4个人拿的牌花色不一样,那么第5个人拿的牌花色一定和前4人中的一人重复。
红桃
①
梅花
②
方片
③
黑桃
④
一副牌,取出大小王,还剩52张牌,5人每人随意抽一张,至少有2张牌是同花色的,是成立的。
⑤
拿的牌要么是红桃,要么是梅花、方片、黑桃。
你理解前面扑克牌魔术的道理了吗?
抢凳子游戏:6个人抢4张凳子。
音乐停止时,会出现什么情况?为什么?
点击右图播放音乐
那么剩下的2个人坐的凳子一定和前4人中有重复。一定有1张
凳子上至少坐2人。
假设前4人坐的凳子不一样,
课堂总结
这节课有什么收获呢?
鸽巢问题
把(n+1)个物体任意放进n个抽屉中,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。
这种原理叫作抽屉原理,也叫鸽巢原理。
抢凳子游戏背景音乐 row, row , row your boat
网络歌手
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酷我音乐
$枚举法也太麻烦了。如果我有100支铅笔和99个笔筒,用这个方法是不是要摆到天黑去?同学们有没有更加简便快捷的方法呢?
取经任务系统升级完毕,前方狮驼岭AI密室检测到高能量异常。这里有四个锦囊,但只有三个安全位置可放置。若想逃出必须保证无论怎么放,总有一个位置至少有两个锦囊。这怎么可能呢?佛祖又变着花样刁难我们,我只能寻求外援了。同学们,我已经把难题变到你们课本里了,只有破解其中的数学奥秘,解开这三把密码锁,我们才能得救。
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