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1、鸽巢原理讲义教学重难点重点:掌握抽屉原理的两种基本形式。难点:能够将实际问题转化成抽屉原理所反映的典型形式。掌握抽屉的设计,苹果的设计以及苹果的放法。教学内容知识纵横:“抽屉原理”又称“鸽笼原理”,最先是由19世纪的德国数学家狄利克雷提出来的,所以又称“狄里克雷原理”,这一原理在解决实际问题中有着广泛的应用。“抽屉原理”的应用是千变万化的,用它可以解决许多有趣的问题,并且常常能得到一些令人惊异的结果。下面我们应用这一原理解决问题。三个苹果放进两个抽屉,总有某个抽屉的苹果数不止一个,这个结论是很明显的,但这当中蕴
2、含着一个有趣的数学现象被称为抽屉原理。抽屉原理一般有两种基本形式:一、将n+1个苹果放入n个抽屉中,则必有一个抽屉中至少有2个苹果;二、将m×n+1个苹果放入n个抽屉中,则必须有一个抽屉中至少有(m+1)个苹果应用抽屉原理解题的一般步骤是:1.分析题意,将实际问题转化成抽屉原理所反映的典型形式,即指出“抽屉”和“苹果”;2.设计“抽屉”的具体形式,构造“苹果”;3.运用原理,得出在某个抽屉中“苹果”的个数,最终回归到原理的结论上。其中,抽屉的设计,苹果的设计及苹果的放法是应用抽屉原理解决问题的关键。例题讲解例1
3、:某班有42名同学,至少有多少名同学在同一个月出生?[分析]把42名同学的出生月份看做42个元素,把一年12个月看成12个抽屉,因为42=12×3+6。所以依据抽屉原理二,至少在一个月里有3+1=4(名)同学出生。【举一反三】五年级有128名同学,其中至少有多少个同学在同一周过生日?例2:一副扑克牌有4种花色,每种花色有13张,从中任意抽牌,问最少要抽多少张牌才能保证是同一花色的?【举一反三】一个口袋里分别有红、黄、黑球4,7,8个,为使取出的球中保证能有六个同色,则至少要去小球多少个?例3:学校组织2006名
4、同学去春游,现有解放公园、野生动物园、水族公园三个景点,规定每人至少去一处,最多去两处游览,那么至少有多少个同学游览的地方相同?【分析】先分类求出每人去一处或两处的种数,再根据抽屉原理,把种数设为“抽屉”,把2006名学生作为“苹果”。因为规定每人最少去一处,最多去两处游览,所以去一处的有:解放公园,野生动物园,水族公园。去另一处的有:解放公园-野生动物园,解放公园-水族公园,野生动物园-水族公园。总共有6种,即6个抽屉,而2006=334×6+2,根据抽屉原理至少有334+1=335(人)。【举一反三】“六一
5、”儿童节老师买来一些铅笔、橡皮和直尺,奖给全班40名同学,每人都得到其中的一、二或三种,那么,他们当中至少有几个同学得到的学习用具相同?例4:黑色、白色、黄色的筷子各有8根,混杂地放在一起,黑暗里想从这些筷子中取出颜色不同的两双筷子,问至少要取多少根才能保证达到要求?【分析】从最不巧的情况想,摸出的8根筷子全是相同颜色,这就有一双筷子颜色相同。另外还剩下两种颜色的筷子,再从最坏的情况看,从余下的两种颜色的筷子中摸出两根颜色不同的筷子,再摸一根筷子,无论是什么颜色,都能保证得到一双颜色相同的筷子。所以至少要取8+
6、2+1=11根筷子才能保证达到要求。【举一反三】五(1)班的同学要从10名候选人中投票选举班干部,如果每个同学只能投票选举两名候选人,那么,这个班至少应有多少个同学,才能保证必有两个以上的同学投相同的两名候选人的票?例5:任意5个整数,说明其中一定能选出3个数,使它们的和能被3整除。【分析】我们从这5个被3整除的余数考虑起。三个数的和能被3整除,这三个数只有以下两种情况:1.这三个数被3除的余数都相同;2.这三个数被3除的余数都不相同。从这两种情况加以说明:(1)若这5个余数中,有三个余数互不相同,则取出这三个
7、数的和一定能被3整除。(2)若这5个余数中,找不到互不相同的3个余数,则3个余数中至多出现2个,则这5个余数中至少有3个余数为0,1或2。此时只要取出这3个被3除余数相同的和,则这3个数的和就能被3整除。【举一反三】从2,4,6,…,30这15个偶数中任取9个数,试说明其中一定有两个数之和是34。例6:在1,3,5,7,…,97,99这50个奇数中,最多能取出多少个数,使其中任何一个都不是另一个的倍数?【分析】这50个数都是奇数,如果其中某两个数,一个是另一个的倍数,则一定是奇数倍并至少为3倍,所以这些数中超过
8、33的数,他们的倍数都不在这50个数中。即从35到99这33个数中,任何一个都不是另一个的倍数。但这33个数是否是最多的选法呢?我们把一个数是另一个数的倍数的情况进行分类整理:(1,3,9,27,81);(5,15,45);(7,21,63);(11,33,99);(13,39);(17,51);(19,57);(23,69);(25,75);(29,87);(31,93)。这11个括