计数问题--抽屉原理(鸽笼原理)

2024-05-24 22:38

本文主要是介绍计数问题--抽屉原理(鸽笼原理),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

定理:(鸽笼原理)若有 n 只鸽子住进 m(n>m) 个鸽笼,则存在一个鸽笼至少住进[(n-1)/m]+1只鸽子,[x]表示小于等于x的最大整数。

注意:1.鸽笼原理只提供了存在性证明。

           2.使用鸽笼原理,必须能够正确识别鸽子(对象)和鸽笼(某类要求的特征),并能够计算出鸽子数和鸽笼数。

 

例:

某一制造铁盘的工厂,由于设备和技术的原因只能将生产盘子的重量控制在 ag 到 (a+0.1)g 之间,现需要制成重量相差不超过0.005g 的铁盘来配制一架天平,问该工厂至少生产多少个人铁盘才能得到一对符合要求的铁盘。

分析  要制造铁盘重量相差不超过0.005g 的两铁盘,可将区间[a,a+1] 分成区间长度为0.005的多个子区间,将这些区间看成鸽笼,则要生产的铁盘数要比鸽笼数多一个人就可以满足题目要求。

解  将铁盘按重量分类,搜有ag到a+0,005g的分为一类,a+0.005g到a+0.01g的分为一类.......,最后a+0.095g 到a+0.1g为一类,共计20类,若该工厂生产21个铁盘,那么就能有两个铁盘属于同一类,因而他们之间的重量不超过0.005g

 

应用抽屉原理解题
抽屉原理的内容简明朴素,易于接受,它在数学问题中有重要的作用。许多有关存在性的证明都可用它来解决。
例1:同年出生的400人中至少有2个人的生日相同。
解:将一年中的365天(或366天)视为365(366)个抽屉,400个人看作400个物体,由抽屉原理1可以得知:至少有2人的生日相同. 400/365=1…35,1+1=2 又如:我们从街上随便找来13人,就可断定他们中至少有两个人属相相同。
“从任意5双手套中任取6只,其中至少有2只恰为一双手套。”
“从数1,2,...,10中任取6个数,其中至少有2个数为奇偶性不同。”
例2:幼儿园买来了不少白兔、熊猫、长颈鹿塑料玩具,每个小朋友任意选择两件,那么不管怎样挑选,在任意七个小朋友中总有两个彼此选的玩具都相同,试说明道理.
解 :从三种玩具中挑选两件,搭配方式只能是下面六种:(兔、兔),(兔、熊猫),(兔、长颈鹿),(熊猫、熊猫),(熊猫、长颈鹿),(长颈鹿、长颈鹿)。把每种搭配方式看作一个抽屉,把7个小朋友看作物体,那么根据原理1,至少有两个物体要放进同一个抽屉里,也就是说,至少两人挑选玩具采用同一搭配方式,选的玩具相同.
上面数例论证的似乎都是“存在”、“总有”、“至少有”的问题,不错,这正是抽屉原则的主要作用.(需要说明的是,运用抽屉原则只是肯定了“存在”、“总有”、“至少有”,却不能确切地指出哪个抽屉里存在多少.
抽屉原理虽然简单,但应用却很广泛,它可以解答很多有趣的问题,其中有些问题还具有相当的难度。下面我们来研究有关的一些问题。
制造抽屉是运

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