【解析】 方法一:把1994个数一次每18个分成一组,最后14个数也成一组,共分成111组.即
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18;
19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36;
…………………
1963,1964,…,1979,1980;1981,1982,…,1994.每一组中取前9个数,
共取出9?111?999(个)数,这些数中任两个的差都不等于9.因此,最多可以取999个数.
方法二:构造公差为9的9个数列(除以9的余数) ?1,10,19,28,?,1990?,共计222个数
?2,11,20,29,?,1991?,共计222个数 ?3,12,21,30,?,1992?,共计222个数 ?4,13,22,31,?,1993?,共计222个数 ?5,14,23,32,?,1994?,共计222个数 ?6,15,24,33,?,1986?,共计221个数 ?7,16,25,34,?,1987?,共计221个数 ?8,17,26,35,?,1988?,共计221个数 ?9,18,27,36,?,1989?,共计221个数
每个数列相邻两项的差是9,因此,要使取出的数中,每两个的差不等于9,每个数列中不能取相邻的项.因此,前五个数列只能取出一半,后四个数列最多能取出一半多一个数,所以最多取111?9?999个数
【巩固】 (南京市首届“兴趣杯”少年数学邀请赛)从1至36个数中,最多可以取出___个数,使得这些
数种没有两数的差是5的倍数.
【解析】 构造公差为5的数列,如图,有五条链,看成5个抽屉,每条链上取1个数,最多取5个数.
1-6-11-16-21-26-31-36 2-7-12-17-22-27-32 3-8-13-18-23-28-33 4-9-14-19-24-29-34 5-10-15-20-25-30-35
【例 26】 (2008年第八届“春蕾杯”小学数学邀请赛决赛)从1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
11和12中至多选出 个数,使得在选出的数中,每一个数都不是另一个数的2倍.
【解析】 把这12个数分成6个组:
第1组:1,2,4,8 第2组:3,6,12 第3组:5,10 第4组:7 第5组:9 第6组:11
每组中相邻两数都是2倍关系,不同组中没有2倍关系.
选没有2倍关系的数,第1组最多2个(1,4或2,8或1,8),第2组最多2个(3,12),第3组只有1个,第4,5,6组都可以取,一共2?2?1?1?1?1?8个.
如果任意取9个数,因为第3,4,5,6组一共5个数中,最多能取4个数,剩下9?4?5个数在2个组中,根据抽屉原理,至少有3个数是同一组的,必有2个数是同组相邻的数,是2倍关系.
【巩固】 从1到20这20个数中,任取11个不同的数,必有两个数其中一个是另一个数的倍数. 【解析】 把这20个数分成以下10组,看成10个抽屉:(1,2,4,8,16),(3,6,12),(5,10,20),
(7,14),(9,18),(11),(13),(15),(17),(19),前5个抽屉中,任意两个数都有倍数关系.从这10个抽屉中任选11个数,必有一个抽屉中要取2个数,它们只能从前5个抽屉中取出,这两个数就满足题目要求.
8-2.抽屉原理.题库 教师版 page 13 of 23
【例 27】 从1,3,5,7,?,97,99中最多可以选出多少个数,使得选出的数中,每一个数都不是另一
个数的倍数?
【解析】 方法一:因为均是奇数,所以如果存在倍数关系,那么也一定是3、5、7等奇数倍.3×33:99,
于是从35开始,1~99的奇数中没有一个是35~99的奇数倍(不包括1倍),所以选出35,37,39,…,99这些奇数即可.共可选出33个数,使得选出的数中,每一个数都不是另一个数的倍数.
方法二:利用3的若干次幂与质数的乘积对这50个奇数分组.(1,3,9,27,81),(5,15,45),(7,21,63),(11,33),(13,39),(17,51),(19,57),(23,69),(25,75),(29,87),(31,93),(35),(37),(41),(43),…,(97)共33组.前11组,每组内任意两个数都存在倍数关系,所以每组内最多只能选择一个数.即最多可以选出33个数,使得选出的数中,每一个数都不是另一个数的倍数.
评注:1~2n个自然数中,任意取出n+1个数,则其中必定有两个数,它们一个是另一个的整数倍;从2,3.……,2n+1中任取n+2个数,必有两个数,它们一个是另一个的整数倍;从1,2,3.……3n中任取2n+1个数,则其中必有两个数,它们中一个是另一个的整数倍,且至少是3倍;从1,2,3,……, mn中任取(m-1)n+1个数,则其中必有两个数,它们中一个是另一个的整数倍,且至少是m倍(m、n为正整数).
【例 28】 从整数1、2、3、?、199、200中任选101个数,求证在选出的这些自然数中至少有两个数,
其中的一个是另一个的倍数.
【解析】 把这200个数分类如下:
(1)1,1?2,1?22,1?23,…,1?27,
(2)3,3?2,3?22,3?23,…,3?26, (3)5,5?2,5?22,5?23,…,5?25,
…
(50)99,99?2, (51)101, (52)103, … (100)199,
以上共分为100类,即100个抽屉,显然在同一类中的数若不少于两个,那么这类中的任意两个数都有倍数关系.从中任取101个数,根据抽屉原理,一定至少有两个数取自同一类,因此其中一个数是另一个数的倍数.
【例 29】 从1,2,3,??49,50这50个数中取出若干个数,使其中任意两个数的和都不能被7整除,
则最多能取出多少个数?
【解析】 将1至50这50个数,按除以7的余数分为7类:[0],[1],[2],[3],[4],[5],[6],所含的数
的个数分别为7,8,7,7,7,7,7.被7除余1与余6的两个数之和是7的倍数,所以取出的数只能是这两种之一; 同样的,被7除余2与余5的两个数之和是7的倍数,所以取出的数只能是这两种之一; 被7除余3与余4的两个数之和是7的倍数,所以取出的数只能是这两种之一; 两个数都是7的倍数,它们的和也是7的倍数,所以7的倍数中只能取1个. 所以最多可以取出8?7?7?1?23个
【例 30】 从1,2,3,?,99,100这100个数中任意选出51个数.证明:(1)在这51个数中,一定有
两个数互质;(2)在这51个数中,一定有两个数的差等于50;(3)在这51个数中,一定存在9个数,它们的最大公约数大于1.
【解析】 (1)我们将1~100分成(1,2),(3,4),(5,6),(7,8),…,(99,100)这50组,每组内的
数相邻.而相邻的两个自然数互质.将这50组数作为50个抽屉,同一个抽屉内的两个数互质.而
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现在51个数,放进50个抽屉,则必定有两个数在同一抽屉,于是这两个数互质.问题得证. (2)我们将1—100分成(1,51),(2,52),(3,53),…,(40,90),…(50,100)这50组,每组内的数相差50.将这50组数视为抽屉,则现在有51个数放进50个抽屉内,则必定有2个数在同一抽屉,那么这两个数的差为50.问题得证.
(3)我们将1—100按2的倍数、3的奇数倍、既不是2又不是3的倍数的情况分组,有(2,4,6,8,…,98,100),(3,9,15,21,27,…,93,99),(5,7,11,13,17,19,23,…,95,97)这三组.第一、二、三组分别有50、17、33个元素.
最不利的情况下,51个数中有33个元素在第三组,那么剩下的18个数分到第一、二两组内,那么至少有9个数在同一组.所以这9个数的最大公约数为2或3或它们的倍数,显然大于1.问题得证
【例 31】 有49个小孩,每人胸前有一个号码,号码从1到49各不相同.现在请你挑选若干个小孩,排
成一个圆圈,使任何相邻两个小孩的号码数的乘积小于100,那么你最多能挑选出多少个孩子?
【解析】 将1至49中相乘小于100的两个数,按被乘数分成9组,如下:
(1×2)、(1×3)、(1×4)、…、(1×49); (2×3)、(2×4)、(2×5)、…、(2×49); ? ? ? ? ? ? ?
(8×9)、(8×10)、(8 ×11)、(8×12); (9×10)、(9×11).
因为每个数只能与左右两个数相乘,也就是每个数作为被乘数或乘数最多两次,所以每一组中最多会有两对数出现在圆圈中,最多可以取出18个数对,共18 ×2=36次,但是每个数都出现两次,故出现了18个数.
例如:(10×9)、(9×11)、(1×8)、(8×12)、(12×7)、(7×13)、(13×6)、(6×14)、(14×5)、(5×15)、(15×4)、(4 ×16)、(16 X 3)、(3×17)、(17×2)、(2×18)、(18 ×1)、(1×10).共出现l~18号,共18个孩子.
若随意选取出19个孩子,那么共有19个号码,由于每个号码数要与旁边两数分别相乘,则会形成19个相乘的数对.
那么在9组中取出19个数时,有19=9×2+1,由抽屉原则知,必有三个数对落入同一组中,这样某个数字会在数对中出现三次(或三次以上),由分析知,这是不允许的.故最多挑出18个孩子.
【例 32】 要把61个乒乓球分装在若干个乒乓球盒中,每个盒子最多可以装5个乒乓球,问:至少有多少个盒子中的乒乓球数目相同?
【解析】 每个盒子不超过5个球,最“坏”的情况是每个盒子的球数尽量不相同,为1、2、3、4、5这5
种各不相同的个数,共有:1?2?3?4?5??15,61?15?4?1,最不利的分法是:装1、2、3、4、5个球的各4个,还剩1个球,要使每个盒子不超过5个球,无论放入哪个盒子,都会使至少有5个盒子的球数相同.
【例 33】 将400本书随意分给若干同学,但是每个人不许超过11本,问:至少有多少个同学分到的书的
本数相同?
【解析】 每人不许超过11本,最“坏”的情况是每人得到的本数尽量不相同,为:1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11这11种各不相同的本数,共有:1+2+3+?+11=66本,400?66?6?4,最不利的分法是:得1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11本数+的各6人,还剩4本书,要使每个人不超过11本,无论发给谁,都会使至少有7人得到书的本书相同.
【例 34】 有苹果和桔子若干个,任意分成5堆,能否找到这样两堆,使苹果的总数与桔子的总数都是偶
数?
【解析】 需先跟学生介绍奇偶性:奇数?奇数?偶数;奇数?偶数?奇数;偶数?偶数?偶数。
先用列表法进行搭配。由于题目只要求判断两堆水果的个数关系,因此可以从水果个数的奇、偶性上来考虑抽屉的设计.对于每堆水果中的苹果、桔子的个数分别都有奇数与偶数两种可能,所以每堆水果中苹果、桔子个数的搭配就有4种情形:(奇,奇),(奇,偶),(偶,奇),(偶,偶),8-2.抽屉原理.题库 教师版 page 15 of 23
其中括号中的第一个字表示苹果数的奇偶性,第二个字表示桔子数的奇偶性.将这4种情形看成4个抽屉,现有5堆水果,根据抽屉原理可知,这5堆水果里至少有2堆属于上述4种情形的同一种情形.由于奇数加奇数为偶数,偶数加偶数仍为偶数,所以在同一个抽屉中的两堆水果,其苹果的总数与桔子的总数都是偶数.
【例 35】 (难度等级 ※※※)在长度是10厘米的线段上任意取11个点,是否至少有两个点,它们之间
的距离不大于1厘米?
【解析】 把长度10厘米的线段10等分,那么每段线段的长度是1厘米(见下图).
将每段线段看成是一个“抽屉”,一共有10个抽屉.现在将这11个点放到这10个抽屉中去.根据
抽屉原理,至少有一个抽屉里有两个或两个以上的点(包括这些线段的端点).由于这两个点在同一个抽屉里,它们之间的距离当然不会大于1厘米.所以,在长度是10厘米的线段上任意取11个点,至少存在两个点,它们之间的距离不大于1厘米.
【巩固】 在1米长的直尺上任意点五个点,请你说明这五个点中至少有两个点的距离不大于25厘米.
5个点最多把1米长的直尺分成4段,要想使每一段都尽量长,应采取平均分的办法.把1米长的【解析】
直尺平均划分成四段,每一段25厘米,把这四段看成四个抽屉.当把五个点随意放入四个抽屉时,根据抽屉原理,一定有一个抽屉里面有两个或两个以上的点,落在同一段上的这两点间的距离一定不大于25厘米,所以结论成立.
【巩固】 试说明在一条长100米的小路一旁植树101棵,不管怎样种,总有两棵树的距离不超过1米. 【解析】 把这条小路分成每段1米长,共100段每段看作是一个抽屉,共100个抽屉,把101棵树看作是
101个苹果,于是101个苹果放入100个抽屉中,至少有一个抽屉中有两个苹果,即至少有一段有两棵或两棵以上的树.
【巩固】 (《小数报》数学竞赛初赛试题)在20米长的水泥阳台上放11盆花,随便怎样摆放,至少有几
盆花之间的距离不超过2米.
(11?1)?20(米).另一方面,可以使开始【解析】 如果每两盆之间的距离都超过2米,那么总距离超过2?的10盆每两盆之间距离略大于2米,而最后两盆之间小于2米.所以,至少有两盆之间的距离不超过2米.
【巩固】 在20米长的水泥阳台上放12盆花,随便怎样摆放,请你说明至少有两盆花它们之间的距离小于
2米.
【解析】 第1盆花放在一个端点上,第2盆花放在距第1盆花恰为2米处(这是两盆花之间最近的距离了,
再近就说明题目已经正确了——两盆花之间距离小于2米).第3盆花放在距离第2盆花的距离2米处,这样每隔2米放1盆花,直到阳台的另一个尽头,恰好放第11盆花.至此,阳台上的11盆花中任意两盆花之间的距离都按你的设想不小于2米放好了.现在考虑最后1盆花,它只能放在已放好的11盆花所留出的10个空档内了,这已说明必有两盆花之间的距离小于2米.题目的结论是正确的.
【例 36】 在边长为3的正三角形内,任意放入10个点,求证:必有两个点的距离不大于1.
【解析】 将边长为3的正三角形等分为9个小正三角形,根据抽屉原理,10个点中必有两个点落入同一个
小正三角形的内部或边上,那么这两个点之间的距离不会超过小正三角形的边长,故必有两个点的距离不大于1.
【巩固】 边长为1的等边三角形内有5个点,那么这5个点中一定有距离小于0.5的两点.
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