競賽專題培訓 抽屜原理

2022-12-03 17:00:04 字數 2096 閱讀 6323

∴ a1+a2+…+ak<n

這與題設相矛盾。

所以,必有乙個集合中元素個數大於或等於[n/k]

形式四:

證明:設把q1+q2+…+qn-n+1個元素分為n個集合a1,a2,…,an,用a1,a2,…,an表示這n個集合裡相應的元素個數,需要證明至少存在某個i,使得ai大於或等於qi。

(用反證法)假設結論不成立,即對每乙個ai都有ai<qi,因為ai為整數,應有ai≤qi-1,於是有:

a1+a2+…+an≤q1+q2+…+qn-n

<q1+q2+…+qn-n+1

這與題設矛盾。

所以,假設不成立,故必有乙個i,在第i個集合中元素個數ai≥qi

形式五:

證明:(用反證法)將無窮多個元素分為有限個集合,假設這有限個集合中的元素的個數都是有限個,則有限個有限數相加,所得的數必是有限數,這就與題設產生矛盾,所以,假設不成立,故必有乙個集合含有無窮多個元素。

例題1:400人中至少有兩個人的生日相同.

分析:生日從1月1日排到12月31日,共有366個不相同的生日,我們把366個不同的生日看作366個抽屜,400人視為400個蘋果,由表現形式1可知,至少有兩人在同乙個抽屜裡,所以這400人中有兩人的生日相同.

解:將一年中的366天視為366個抽屜,400個人看作400個蘋果,由抽屜原理的表現形式1可以得知:至少有兩人的生日相同.

例題2:邊長為1的正方形中,任意放入9個點,求證這9個點中任取3個點組成的三角形中,至少有乙個的面積不超過1/8.

解:將邊長為1的正方形等分成邊長為的四個小正方形,視這四個正方形為抽屜,9個點任意放入這四個正方形中,據形式2,必有三點落入同乙個正方形內.現特別取出這個正方形來加以討論.

把落在這個正方形中的三點記為d、e、f.通過這三點中的任意一點(如e)作平行線,如圖可知:

s△def=s△deg+s△efg

≤×h+==

例題3:任取5個整數,必然能夠從中選出三個,使它們的和能夠被3整除.

證明:任意給乙個整數,它被3除,餘數可能為0,1,2,我們把被3除餘數為0,1,2的整數各歸入類r0,r1,r2.至少有一類包含所給5個數中的至少兩個.因此可能出現兩種情況:

1°.某一類至少包含三個數;

2°.某兩類各含兩個數,第三類包含乙個數.

若是第一種情況,就在至少包含三個數的那一類中任取三數,其和一定能被3整除;

若是第二種情況,在三類中各取乙個數,其和也能被3整除.

綜上所述,原命題正確.

例題4:九條直線中的每一條直線都將正方形分成面積比為2∶3的梯形,證明:這九條直線中至少有三條經過同一點.

證明:如圖,設pq是一條這樣的直線,作這兩個梯形的中位線mn

∵這兩個梯形的高相等

∴它們的面積之比等於中位線長的比,即|mh|∶|nh|

∴點h有確定的位置

(它在正方形一對對邊中點的連線上,並且|mh|∶|nh|=2∶3).

由幾何上的對稱性,這種點共有四個,即,圖中的h、j、i、k.已知的九條適合條件的分割直線中的每一條必須經過h、j、i、k這四點中的一點.把h、j、i、k看成四個抽屜,九條直線當成9個蘋果,即可得出必定有3條分割線經過同一點.

例題5:某校派出學生204人上山植樹15301株,其中最少一人植樹50株,最多一人植樹100株,則至少有5人植樹的株數相同.

證明:按植樹的多少,從50到100株可以構造51個抽屜,則個問題就轉化為至少有5人植樹的株數在同乙個抽屜裡.

(用反證法)假設無5人或5人以上植樹的株數在同乙個抽屜裡,那只有5人以下植樹的株數在同乙個抽屜裡,而參加植樹的人數為204人,所以,每個抽屜最多有4人,故植樹的總株數最多有:

4(50+51+…+100)

=4×=15300

<15301

得出矛盾.

因此,至少有5人植樹的株數相同.

練習:1.邊長為1的等邊三角形內有5個點,那麼這5個點中一定有距離小於0.5的兩點.

2.邊長為1的等邊三角形內,若有n2+1個點,則至少存在2點距離小於.

3.求證:任意四個整數中,至少有兩個整數的差能夠被3整除.

4.某校高一某班有50名新生,試說明其中一定有二人的熟人一樣多.

5.某個年級有202人參加考試,滿分為100分,且得分都為整數,總得分為10101分,則至少有3人得分相同.

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