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文檔簡介
1、精選優質文檔-傾情為你奉上抽屜原理在生活中的應用學院:經濟學院 專業:工商管理類2班姓名:陳嘉妮 學號:9摘要:數學家華羅庚曾經說過:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,日用之繁,無處不用數學。”這是對數學與生活的精彩描述。在我們的日常生活中,數學的應用無處不在,只要我們細心觀察就能發現數學與生活之間微妙的聯系。而在眾多日常生活數學問題中,抽屜原理是比較常見的。抽屜原理的內容簡明樸素,易于接受,它在數學問題中有重要的作用。許多有關存在性的證明都可用它來解決。引言:同年出生的400人中至少有2個人的生日相同;從任意5雙手套中任取6只,其中至少有2只恰為一雙手套;從數1,2,.,1
2、0中任取6個數,其中至少有2個數為奇偶性不同;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;某校校慶,來了n位校友,彼此認識的握手問候,無論什么情況,在這n個校友中至少有兩人握手的次數一樣多;經過證明,這些結論都是正確的。而證明所運用的原理就是抽屜原理正文:桌上有十個蘋果,要把這十個蘋果放到九個抽屜里,無論怎樣放,我們會發現至少會有一個抽屜里面至少放兩個蘋果。這一現象就是我們所說的“抽屜原理”。 抽屜原理的一般含義為:“如果每個抽屜代表一個集合,每一個蘋果就可以代表一個元素,假如有n+1或多于n+1個元素放到n個集合中去,其中必定至少有一個集合里有兩個元素。” 抽屜原理有時也被稱
3、為鴿巢原理(“如果有五個鴿子籠,養鴿人養了6只鴿子,那么當鴿子飛回籠中后,至少有一個籠子中裝有2只鴿子”)。它是組合數學中一個重要的原理。第一抽屜原理原理1: 把多于n+1個的物體放到n個里,則至少有一個抽屜里的東西不少于兩件。證明(反證法):如果每個抽屜至多只能放進一個物體,那么物體的總數至多是n,而不是題設的n+k(k1),故不可能。原理2 :把多于mn+1(m乘以n)個的物體放到n個抽屜里,則至少有一個抽屜里有不少于m+1的物體。證明(反證法):若每個抽屜至多放進m個物體,那么n個抽屜至多放進mn個物體,與題設不符,故不可能。原理3 :把無窮多件物體放入n個抽屜,則至少有一個抽屜里 有無
4、窮個物體。原理1 、2 、3都是第一抽屜原理的表述。第二抽屜原理把(mn1)個物體放入n個抽屜中,其中必有一個抽屜中至多有(m1)個物體。證明(反證法):若每個抽屜都有不少于m個物體,則總共至少有mn個物體,與題設矛盾,故不可能。根據抽屜原理的內容我們可以證明生活中的許多數學問題。一 生日問題同年出生的400人中至少有2個人的生日相同。證明:將一年中的365天(或366天)視為365(366)個抽屜,400個人看作400個物體,由抽屜原理1可以得知:至少有2人的生日相同. 400/365=135,1+1=2又如:我們從街上隨便找來13人,就可斷定他們中至少有兩個人屬相相同二 握手問題某校校慶,
5、來了n位校友,彼此認識的握手問候,無論什么情況,在這n個校友中至少有兩人握手的次數一樣多證明:共有n位校友,每個人握手的次數最少是0次,即這個人與其他校友都沒有握過手;最多有n-1次,即這個人與每位到會校友都握了手.然而,如果有一個校友握手的次數是0次,那么握手次數最多的不能多于n-2次;如果有一個校友握手的次數是n-1次,那么握手次數最少的不能少于1次.不管是前一種狀態0、1、2、n-2,還是后一種狀態1、2、3、n-1,握手次數都只有n-1種情況.把這n-1種情況看成n-1個抽屜,到會的n個校友每人按照其握手的次數歸入相應的“抽屜”,根據抽屜原理,至少有兩個人屬于同一抽屜,則這兩個人握手的
6、次數一樣多。三 借書問題11名學生到老師家借書,老師是書房中有A、B、C、D四類書,每名學生最多可借兩本不同類的書,最少借一本。試證明:必有兩個學生所借的書的類型相同證明:若學生只借一本書,則不同的類型有A、B、C、D四種,若學生借兩本不同類型的書,則不同的類型有AB、AC、AD、BC、BD、CD六種。共有10種類型,把這10種類型看作10個“抽屜”,把11個學生看作11個“蘋果”。如果誰借哪種類型的書,就進入哪個抽屜,由抽屜原理,至少有兩個學生,他們所借的書的類型相同。四 整除問題把所有整數按照除以某個m的余數分為m類,叫做m的剩余類或同余類,用0,1,2,m-1表示.每一個類含有無窮多個數
7、,例如1中含有1,m+1,2m+1,3m+1,.在研究與整除有關的問題時,常用剩余類作為抽屜.根據抽屜原理,可以證明:任意n+1個自然數中,總有兩個自然數的差是n的倍數。(證明:n+1個自然數被n整除余數至少有兩個相等(抽屜原理),不妨記為m=a1*n+b n=a2*n+b,則m-n整除n)。例1 證明:任取8個,必有兩個數的差是7的。證明: 在與整除有關的問題中有這樣的性質,如果兩個整數a、b,它們除以自然數m的余數相同,那么它們的差a-b是m的倍數.根據這個性質,本題只需證明這8個自然數中有2個自然數,它們除以7的余數相同.我們可以把所有自然數按被7除所得的7種不同的余數0、1、2、3、4
8、、5、6分成七類.也就是7個抽屜.任取8個自然數,根據抽屜原理,必有兩個數在同一個抽屜中,也就是它們除以7的余數相同,因此這兩個數的差一定是7的倍數。五 訂閱問題六年級有100名學生,他們都訂閱甲、乙、丙三種雜志中的一種、二種或三種。問:至少有多少名學生訂閱的雜志種類相同?解析:首先應當弄清訂閱雜志的種類共有多少種不同的情況。訂一種雜志有:訂甲、訂乙、訂丙3種情況;訂二種雜志有:訂甲乙、訂乙丙、訂丙甲3種情況;訂三種雜志有:訂甲乙丙1種情況。總共有3+3+1=7(種)訂閱方法。我們將這7種訂法看成是7個“抽屜”,把100名學生看作100件物品。因為100=147+2。根據抽屜原理2,至少有14+1=15(人)所訂閱的報刊種類是
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