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抽屉原理

2023年05月27日 19:27  点击:[]

  桌上有十个苹果,要把这十个苹果放到九个抽屉里,无论怎样放,我们会发现至少会有一个抽屉里面至少放两个苹果。这一现象就是我们所说的“抽屉原理”。 抽屉原理的一般含义为:“如果每个抽屉代表一个集合,每一个苹果就可以代表一个元素,假如有n+1或多于n+1个元素放到n个集合中去,其中必定至少有一个集合里有两个元素。” 抽屉原理有时也被称为鸽巢原理(“如果有五个鸽子笼,养鸽人养了6只鸽子,那么当鸽子飞回笼中后,至少有一个笼子中装有2只鸽子”)。它是组合数学中一个重要的原理。

  第一抽屉原理:

  原理1: 把多于n+1个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里的东西不少于两件。

  证明(反证法):如果每个抽屉至多只能放进一个物体,那么物体的总数至多是n,而不是题设的n+k(k≥1),故不可能。

  原理2 :把多于mn+1(m乘以n)个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有不少于m+1的物体。

  证明(反证法):若每个抽屉至多放进m个物体,那么n个抽屉至多放进mn个物体,与题设不符,故不可能。

  原理3 :把无穷多件物体放入n个抽屉,则至少有一个抽屉里 有无穷个物体。

  原理1 、2 、3都是第一抽屉原理的表述。

  第二抽屉原理:

  把(mn-1)个物体放入n个抽屉中,其中必有一个抽屉中至多有(m—1)个物体。

  证明(反证法):若每个抽屉都有不少于m个物体,则总共至少有mn个物体,与题设矛盾,故不可能。

  根据抽屉原理的内容我们可以证明生活中的许多数学问题。



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