什么是“抽屉原理”?举个简单例子来说明:
把3个苹果分放在2个抽屉里,必定有1个抽屉里放了2个或2个以上苹果。这就是“抽屉原理”。道理很简单,谁都能理解,很容易用反证法证明。用数学语言表达如下:
抽屉原理一:把多于n个物体(n为正整数),放到n个抽屉里,必定有1个抽屉里放2个或2个以上的物体。
抽屉原理二:把多于m×n个物体(m、n为正整数),放到n个抽屉里,必定有1个抽屉里放m+1个或m+1个以上的物体。
以上原理是德国数学家狄利克雷首先发现的,所以也叫狄利克雷原理。它是一个重要而又基本的数学原理。应用它可以解决一些有趣的看起来相当复杂的问题。
举两个简单的例子:
1.第四次人口普查表明,我国50岁以下的人口已经超过8亿。试证明:在我国至少有2人的出生时间相差不超过2秒钟。
解:50年的秒数约等于15.8亿秒,设2秒为1个抽屉,抽屉总数小于8亿个,所以至少有2人的出生时间相差不超过2秒钟。
2.某工厂生产一种天平托盘1000付,要求每付两个托盘的重量相差≤1毫克,而该厂的冲床设备生产的产品重量误差是±5毫克,问该厂用这种冲床设备,至少要生产多少个托盘才能配出1000付符合要求的托盘?
解:设10个重量相差为1毫克以内的抽屉:
(-5<-4),(-4<-3),(-3<-2)……(+3<+4),(+4≤+5)。
最差的情况是每一个抽屉都是奇数,那么有10个托盘不能配对,所以只要生产2010个合格托盘,就能配出1000付符合要求的托盘。
以下几道题,请读者自己解:
1.证明:在25人中,至少有3人属相相同。
2.6个小朋友,每人至少有1本书,一共有20本书,试证明:至少有2个小朋友有相同数量的书。(提示:如果每人的书数量都不相同,至少要21本书。)
3.在2行5列的2×5的方格子中,随意用红、绿两种颜色染上,证明:不管怎样染,至少有两列着色完全相同。(提示:因为每列2格,用2种颜色,共有4种染法。) 景华