第一篇:抽屜原理
三.制造抽屜是運用原則的一大關(guān)鍵
例1 從2、4、6、…、30這15個偶數(shù)中,任取9個數(shù),證明其中一定有兩個數(shù)之和是34。
分析與解答 我們用題目中的15個偶數(shù)制造8個抽屜:
凡是抽屜中有兩個數(shù)的,都具有一個共同的特點:這兩個數(shù)的和是34?,F(xiàn)從題目中的15個偶數(shù)中任取9個數(shù),由抽屜原理(因為抽屜只有8個),必有兩個數(shù)在同一個抽屜中.由制造的抽屜的特點,這兩個數(shù)的和是34。
例2:從1、2、3、4、…、19、20這20個自然數(shù)中,至少任選幾個數(shù),就可以保證其中一定包括兩個數(shù),它們的差是12。
分析與解答在這20個自然數(shù)中,差是12的有以下8對:{20,8},{19,7},{18,6},{17,5},{16,4},{15,3},{14,2},{13,1}。
另外還有4個不能配對的數(shù){9},{10},{11},{12},共制成12個抽屜(每個括號看成一個抽屜).只要有兩個數(shù)取自同一個抽屜,那么它們的差就等于12,根據(jù)抽屜原理至少任選13個數(shù),即可辦到(取12個數(shù):從12個抽屜中各取一個數(shù)(例如取1,2,3,…,12),那么這12個數(shù)中任意兩個數(shù)的差必不等于12)。
例3: 從1到20這20個數(shù)中,任取11個數(shù),必有兩個數(shù),其中一個數(shù)是另一個數(shù)的倍數(shù)。
分析與解答 根據(jù)題目所要求證的問題,應(yīng)考慮按照同一抽屜中,任意兩數(shù)都具有倍數(shù)關(guān)系的原則制造抽屜.把這20個數(shù)按奇數(shù)及其倍數(shù)分成以下十組,看成10個抽屜(顯然,它們具有上述性質(zhì)):
{1,2,4,8,16},{3,6,12},{5,10,20},{7,14},{9,18},{11},{13},{15},{17},{19}。
從這10個數(shù)組的20個數(shù)中任取11個數(shù),根據(jù)抽屜原理,至少有兩個數(shù)取自同一個抽屜.由于凡在同一抽屜中的兩個數(shù)都具有倍數(shù)關(guān)系,所以這兩個數(shù)中,其中一個數(shù)一定是另一個數(shù)的倍數(shù)。
例4:某校校慶,來了n位校友,彼此認(rèn)識的握手問候.請你證明無論什么情況,在這n個校友中至少有兩人握手的次數(shù)一樣多。
分析與解答 共有n位校友,每個人握手的次數(shù)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(shù)是0次,那么握手次數(shù)最多的不能多于n-2次;如果有一個校友握手的次數(shù)是n-1次,那么握手次數(shù)最少的不能少于1次.不管是前一種狀態(tài)0、1、2、…、n-2,還是后一種狀態(tài)1、2、3、…、n-1,握手次數(shù)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(shù)歸入相應(yīng)的“抽屜”,根據(jù)抽屜原理,至少有兩個人屬于同一抽屜,則這兩個人握手的次數(shù)一樣多。
在有些問題中,“抽屜”和“物體”不是很明顯的,需要精心制造“抽屜”和“物體”.如何制造“抽屜”和“物體”可能是很困難的,一方面需要認(rèn)真地分析題目中的條件和問題,另一方面需要多做一些題積累經(jīng)驗。
抽屜原理
把八個蘋果任意地放進(jìn)七個抽屜里,不論怎樣放,至少有一個抽屜放有兩個或兩個以上的蘋果。抽屜原則有時也被稱為鴿巢原理,它是德國數(shù)學(xué)家狄利克雷首先明確的提出來并用以證明一些數(shù)論中的問題,因此,也稱為狄利克雷原則。它是組合數(shù)學(xué)中一個重要的原理。把它推廣到一般情形有以下幾種表現(xiàn)形式。
形式一:證明:設(shè)把n+1個元素分為n個集合A1,A2,…,An,用a1,a2,…,an表示這n個集合里相應(yīng)的元素個數(shù),需要證明至少存在某個ai大于或等于2(用反證法)假設(shè)結(jié)論不成立,即對每一個ai都有ai<2,則因為ai是整數(shù),應(yīng)有ai≤1,于是有:
a1+a2+…+an≤1+1+…+1=n<n+1這與題設(shè)矛盾。所以,至少有一個ai≥2,即必有一個集合中含有兩個或兩個以上的元素。
形式二:設(shè)把n?m+1個元素分為n個集合A1,A2,…,An,用a1,a2,…,an表示這n個集合里相應(yīng)的元素個數(shù),需要證明至少存在某個ai大于或等于m+1。用反證法)假設(shè)結(jié)論不成立,即對每一個ai都有ai<m+1,則因為ai是整數(shù),應(yīng)有ai≤m,于是有:
a1+a2+…+an≤m+m+…+m=n?m<n?m+1
n個m 這與題設(shè)相矛盾。所以,至少有存在一個ai≥m+1
高斯函數(shù):對任意的實數(shù)x,[x]表示“不大于x的最大整數(shù)”.例如:[3.5]=3,[2.9]=2,[-2.5]=-3,[7]=7,……一般地,我們有:[x]≤x<[x]+1
形式三:證明:設(shè)把n個元素分為k個集合A1,A2,…,Ak,用a1,a2,…,ak表示這k個集合里相應(yīng)的元素個數(shù),需要證明至少存在某個ai大于或等于[n/k]。(用反證法)假設(shè)結(jié)論不成立,即對每一個ai都有ai<[n/k],于是有:
a1+a2+…+ak<[n/k]+[n/k]+…+[n/k] =k?[n/k]≤k?(n/k)=n
k個[n/k] ∴ a1+a2+…+ak<n 這與題設(shè)相矛盾。所以,必有一個集合中元素個數(shù)大于或等于[n/k]
形式四:證明:設(shè)把q1+q2+…+qn-n+1個元素分為n個集合A1,A2,…,An,用a1,a2,…,an表示這n個集合里相應(yīng)的元素個數(shù),需要證明至少存在某個i,使得ai大于或等于qi。(用反證法)假設(shè)結(jié)論不成立,即對每一個ai都有ai<qi,因為ai為整數(shù),應(yīng)有ai≤qi-1,于是有:a1+a2+…+an≤q1+q2+…+qn-n <q1+q2+…+qn-n+1這與題設(shè)矛盾。
所以,假設(shè)不成立,故必有一個i,在第i個集合中元素個數(shù)ai≥qi
形式五:證明:(用反證法)將無窮多個元素分為有限個集合,假設(shè)這有限個集合中的元素的個數(shù)都是有限個,則有限個有限數(shù)相加,所得的數(shù)必是有限數(shù),這就與題設(shè)產(chǎn)生矛盾,所以,假設(shè)不成立,故必有一個集合含有無窮多個元素。
例題1:400人中至少有兩個人的生日相同.分析:生日從1月1日排到12月31日,共有366個不相同的生日,我們把366個不同的生日看作366個抽屜,400人視為400個蘋果,由表現(xiàn)形式1可知,至少有兩人在同一個抽屜里,所以這400人中有兩人的生日相同.解:將一年中的366天視為366個抽屜,400個人看作400個蘋果,由抽屜原理的表現(xiàn)形式1可以得知:至少有兩人的生日相同.例題2:任取5個整數(shù),必然能夠從中選出三個,使它們的和能夠被3整除.證明:任意給一個整數(shù),它被3除,余數(shù)可能為0,1,2,我們把被3除余數(shù)為0,1,2的整數(shù)各歸入類r0,r1,r2.至少有一類包含所給5個數(shù)中的至少兩個.因此可能出現(xiàn)兩種情況:1°.某一類至少包含三個數(shù);2°.某兩類各含兩個數(shù),第三類包含一個數(shù).若是第一種情況,就在至少包含三個數(shù)的那一類中任取三數(shù),其和一定能被3整除;若是第二種情況,在三類中各取一個數(shù),其和也能被3整除..綜上所述,原命題正確.例題3:某校派出學(xué)生204人上山植樹15301株,其中最少一人植樹50株,最多一人植樹100株,則至少有5人植樹的株數(shù)相同.證明:按植樹的多少,從50到100株可以構(gòu)造51個抽屜,則個問題就轉(zhuǎn)化為至少有5人植樹的株數(shù)在同一個抽屜里.(用反證法)假設(shè)無5人或5人以上植樹的株數(shù)在同一個抽屜里,那只有5人以下植樹的株數(shù)在同一個抽屜里,而參加植樹的人數(shù)為204人,所以,每個抽屜最多有4人,故植樹的總株數(shù)最多有:
4(50+51+…+100)=4× =15300<15301得出矛盾.因此,至少有5人植樹的株數(shù)相同.練習(xí):1.邊長為1的等邊三角形內(nèi)有5個點,那么這5個點中一定有距離小于0.5的兩點.2.邊長為1的等邊三角形內(nèi),若有n2+1個點,則至少存在2點距離小于.3.求證:任意四個整數(shù)中,至少有兩個整數(shù)的差能夠被3整除.4.某校高一某班有50名新生,試說明其中一定有二人的熟人一樣多.5.某個年級有202人參加考試,滿分為100分,且得分都為整數(shù),總得分為10101分,則至少有3人得分相同.“任意367個人中,必有生日相同的人?!?/p>
“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(shù)1,2,...,10中任取6個數(shù),其中至少有2個數(shù)為奇偶性不同?!?/p>
......大家都會認(rèn)為上面所述結(jié)論是正確的。這些結(jié)論是依據(jù)什么原理得出的呢?這個原理叫做抽屜原理。它的內(nèi)容可以用形象的語言表述為:
“把m個東西任意分放進(jìn)n個空抽屜里(m>n),那么一定有一個抽屜中放進(jìn)了至少2個東西?!?/p>
在上面的第一個結(jié)論中,由于一年最多有366天,因此在367人中至少有2人出生在同月同日。這相當(dāng)于把367個東西放入 366個抽屜,至少有2個東西在同一抽屜里。在第二個結(jié)論中,不妨想象將5雙手套分別編號,即號碼為1,2,...,5的手套各有兩只,同號的兩只是一雙。任取6只手套,它們的編號至多有5種,因此其中至少有兩只的號碼相同。這相當(dāng)于把6個東西放入5個抽屜,至少有2個東西在同一抽屜里。
抽屜原理的一種更一般的表述為:
“把多于kn個東西任意分放進(jìn)n個空抽屜(k是正整數(shù)),那么一定有一個抽屜中放進(jìn)了至少k+1個東西?!?/p>
利用上述原理容易證明:“任意7個整數(shù)中,至少有3個數(shù)的兩兩之差是3的倍數(shù)。”因為任一整數(shù)除以3時余數(shù)只有0、1、2三種可能,所以7個整數(shù)中至少有3個數(shù)除以3所得余數(shù)相同,即它們兩兩之差是3的倍數(shù)。
如果問題所討論的對象有無限多個,抽屜原理還有另一種表述:
“把無限多個東西任意分放進(jìn)n個空抽屜(n是自然數(shù)),那么一定有一個抽屜中放進(jìn)了無限多個東西?!?/p>
抽屜原理的內(nèi)容簡明樸素,易于接受,它在數(shù)學(xué)問題中有重要的作用。許多有關(guān)存在性的證明都可用它來解決。
1958年6/7月號的《美國數(shù)學(xué)月刊》上有這樣一道題目:
“證明在任意6個人的集會上,或者有3個人以前彼此相識,或者有三個人以前彼此不相識?!?/p>
這個問題可以用如下方法簡單明了地證出:
在平面上用6個點A、B、C、D、E、F分別代表參加集會的任意6個人。如果兩人以前彼此認(rèn)識,那么就在代表他們的兩點間連成一條紅線;否則連一條藍(lán)線??紤]A點與其余各點間的5條連線AB,AC,...,AF,它們的顏色不超過2種。根據(jù)抽屜原理可知其中至少有3條連線同色,不妨設(shè)AB,AC,AD同為紅色。如果BC,BD,CD 3條連線中有一條(不妨設(shè)為BC)也為紅色,那么三角形ABC即一個紅色三角形,A、B、C代表的3個人以前彼此相識:如果BC、BD、CD 3條連線全為藍(lán)色,那么三角形BCD即一個藍(lán)色三角形,B、C、D代表的3個人以前彼此不相識。不論哪種情形發(fā)生,都符合問題的結(jié)論。
六人集會問題是組合數(shù)學(xué)中著名的拉姆塞定理的一個最簡單的特例,這個簡單問題的證明思想可用來得出另外一些深入的結(jié)論。這些結(jié)論構(gòu)成了組合數(shù)學(xué)中的重要內(nèi)容-----拉姆塞理論。從六人集會問題的證明中,我們又一次看到了抽屜原理的應(yīng)用。
第二篇:抽屜原理
《抽屜原理》教學(xué)設(shè)計 芙蓉中心小學(xué) 簡淑梅 【教學(xué)內(nèi)容】:
人教版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書●數(shù)學(xué)》六年級(下冊)第四單元數(shù)學(xué)廣角“抽屜原理”第70、71頁的內(nèi)容?!窘滩姆治觥浚?/p>
這是一類與“存在性”有關(guān)的問題,教材通過幾個直觀例子,放手讓學(xué)生自主思考,先采用自己的方法進(jìn)行“證明”,然后再進(jìn)行交流,在交流中引導(dǎo)學(xué)生對“枚舉法”、“反證法”、“假設(shè)法”等方法進(jìn)行比較,使學(xué)生逐步學(xué)會運用一般性的數(shù)學(xué)方法來思考問題,從而抽象出“抽屜原理”的一般規(guī)律。并利用這一規(guī)律對一些簡單的實際問題加以“模型化”。即:只需要確定實際生活中某個物體(或某個人、或種現(xiàn)象)的存在就可以了。【學(xué)情分析】:
抽屜原理是學(xué)生從未接觸過的新知識,很難理解抽屜原理的真正含義,尤其是對平均分就能保證“至少”的情況難以理解。
年齡特點:六年級學(xué)生既好動又內(nèi)斂,教師一方面要適當(dāng)引導(dǎo),引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們的注意力始終集中在課堂上;另一方面要創(chuàng)造條件和機會,讓學(xué)生發(fā)表見解,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。
思維特點:知識掌握上,六年級的學(xué)生對于總結(jié)規(guī)律的方法接觸比較少,尤其對于“數(shù)學(xué)證明”。因此,教師要耐心細(xì)致的引導(dǎo),重在讓學(xué)生經(jīng)歷知識的發(fā)生、發(fā)展和過程,而不是生搬硬套,只求結(jié)論,要讓學(xué)生不知其然,更要知其所以然?!窘虒W(xué)目標(biāo)】:
1.知識與能力目標(biāo):
經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過程,初步了解“抽屜原理”,會用“抽屜原理”解決簡單的實際問題。通過猜測、驗證、觀察、分析等數(shù)學(xué)活動,建立數(shù)學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。滲透“建模”思想。
2.過程與方法目標(biāo):
經(jīng)歷從具體到抽象的探究過程,提高學(xué)生有根據(jù)、有條理地進(jìn)行思考和推理的能力。
3.情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo):
通過“抽屜原理”的靈活應(yīng)用,提高學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題的能力和興趣,感受到數(shù)學(xué)文化及數(shù)學(xué)的魅力?!窘虒W(xué)重點】:
經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過程,初步了解“抽屜原理”?!窘虒W(xué)難點】:
理解“抽屜原理”,并對一些簡單實際問題加以“模型化”。【教學(xué)準(zhǔn)備】:
多媒體課件、撲克牌、盒子、鉛筆、書、練習(xí)紙?!窘虒W(xué)過程】:
一、課前游戲,激趣引新。
上課伊始,老師高舉3張卡片。(高興狀)
(1)老師這有3張漂亮的卡片,我想把它們送給在坐的三位同學(xué),想要嗎?
(2)在送之前,我想請同學(xué)們猜一猜,這三張卡片會到男生手上還是會到女生手上?(學(xué)生思考后回答:可能送給了3名女生、可能送給了3名男生、也有可能送給了2名男生和1名女生、還有可能送給了2名女生和1名男生。)
(3)同學(xué)們列出的這四種情況是這個活動中可能存在的現(xiàn)象,你能從這四種可能存在的現(xiàn)象中找到一種確定現(xiàn)象嗎?(學(xué)生思考后回答:得到卡片的三個同學(xué)當(dāng)中,至少會有兩個同學(xué)的性別相同。)
(4)老師背對著學(xué)生把卡片拋出驗證學(xué)生的說法。
(5)如果老師再拋幾次還會有這種現(xiàn)象出現(xiàn)嗎?其實這里面蘊藏著一個非常有趣的數(shù)學(xué)原理,也就是我們今天這節(jié)課要研究的學(xué)習(xí)內(nèi)容,想不想研究???
〖設(shè)計意圖〗:在知識探究之前通過送卡片的游戲,從之前學(xué)過的“可能性”導(dǎo)入到今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容。一方面是使教師和學(xué)生進(jìn)行自然的溝通交流;二是要激發(fā)學(xué)生的興趣,引起探究的愿望;三是要讓學(xué)生明白這種“確定現(xiàn)象”與“可能性”之間的聯(lián)系,為接下來的探究埋下伏筆。
二、操作探究,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
1.動手?jǐn)[擺,感性認(rèn)識。
把4枝鉛筆放進(jìn)3個文具盒中。
(1)小組合作擺一擺、記一記、說一說,把可能出現(xiàn)的情況都列舉出來。
(2)提問:不管怎么放,一定會出現(xiàn)哪種情況?討論后引導(dǎo)學(xué)生得出:不管怎樣放,總有一個文具盒里至少放了2只鉛筆。
〖設(shè)計意圖〗:抽屜原理對于學(xué)生來說,比較抽象,特別是“總有一個杯子中
至少放進(jìn)2根小棒”這句話的理解。所以通過具體的操作,列舉所有的情況后,引導(dǎo)學(xué)生直接關(guān)注到每種分法中數(shù)量最多的杯子,理解“總有一個杯子”以及“至少2根”。
2.提出問題,優(yōu)化擺法。
(1)如果把 5支鉛筆放進(jìn)4個文具盒里呢?結(jié)果是否一樣?怎樣解釋這一現(xiàn)象?(學(xué)生自由擺放,并解釋些種現(xiàn)象存在的確定性。)
(2)老師指著一名擺得非??斓耐瑢W(xué)問:怎么你比別人擺得更快呢?你是否有最簡潔、最快速的方法,快快說出來和同學(xué)一起分享好嗎?
(3)學(xué)生匯報了自己的方法后,教師圍繞假設(shè)法(平均分的方法),組織學(xué)生展開討論:為什么每個杯子里都要放1根小棒呢?
(4)在討論的基礎(chǔ)上,師生小結(jié):假如每個杯子放入一根小棒,剩下的一根還要放進(jìn)一個杯子里,無論放在哪個杯子里,一定能找到一個杯子里至少有2根小棒。只有平均分才能將小棒盡可能地分散,保證“至少”的情況。
〖設(shè)計意圖〗:鼓勵學(xué)生積極的自主探索,尋找不同的證明方法,在枚舉法的基礎(chǔ)上,學(xué)生意識到了要考慮最少的情況,從而引出假設(shè)法滲透平均分的思想。
3.步步逼近,理性認(rèn)識。
(1)師:把6枝鉛筆放在5個盒子里,不管怎么放,總有一個盒子里至少有2枝鉛筆嗎?為什么?
把7支鉛筆放進(jìn)6個文具盒里呢?
把8枝筆放進(jìn)7個盒子里呢?
把20枝筆放進(jìn)19個盒子里呢?
……
(2)符合這種結(jié)果的情況你能一一說完嗎?你會用一句歸納這些情況嗎?
(筆的枝數(shù)比盒子數(shù)多1,不管怎么放,總有一個盒子里至少有2枝鉛筆。)
〖設(shè)計意圖〗:通過這個連續(xù)的過程發(fā)展了學(xué)生的類推能力,形成比較抽象的數(shù)學(xué)思維,從而達(dá)到理性認(rèn)識“抽屜原理”。
4.?dāng)?shù)量積累,發(fā)現(xiàn)方法。
7只鴿子要飛進(jìn)5個鴿舍里,無論怎么飛,至少會有兩子鴿子飛進(jìn)同一個鴿舍。為什么?
(1)如果要用一個算式表示,你會嗎?
(2)算式中告訴我們經(jīng)過第一次平均分配后,還余下了2只鴿子,這兩只鴿子會怎么飛呢?(有可能兩只飛進(jìn)了同一個鴿舍里,也有可能飛進(jìn)了不同的鴿舍里。)
(3)不管怎么飛,一定會出現(xiàn)哪種情況?
(4)討論:剛才是鉛筆數(shù)比文具盒數(shù)多1枝的情況,現(xiàn)在鴿子數(shù)比鴿舍要多2只,為什么還是“至少有2只鴿子要飛進(jìn)同一個鴿舍里”?
(4)如果是“8只鴿子要飛進(jìn)取5個鴿舍里呢?”(余下3只鴿子。)
(5)“9只鴿子要飛進(jìn)取5個鴿舍里呢?”(余下4只鴿子。)
根據(jù)學(xué)生的回答,用算式表示以上各題,并板書。
〖設(shè)計意圖〗:從余數(shù)1到余數(shù)2、3、4……,讓學(xué)生再次體會要保證“至少”必須盡量平均分,余下的數(shù)也要進(jìn)行二次平均分。并發(fā)現(xiàn)余下的鴿子數(shù)只要小于鴿舍數(shù),就一定有“至少有兩子鴿子飛進(jìn)同一個鴿舍”的現(xiàn)象發(fā)生。
5.構(gòu)建模型,解釋原理。
(1)觀察黑板上的算式,你有了什么新的發(fā)現(xiàn)?(只要鴿子數(shù)比盒鴿舍數(shù)多,且小于鴿舍數(shù)的兩倍,至少有2只鴿子飛進(jìn)了同一個鴿舍里。)
(2)剛才我們研究的這些現(xiàn)象就是著名的“抽屜原理”,(教師板書課題:抽屜原理)我們將小棒、鴿子看做物體,杯子、鴿舍看做抽屜。
(3)課件出示:“抽屜原理”又稱“鴿巢原理”,最先是由19世紀(jì)的德國數(shù)學(xué)家狄利克雷提出來的,所以又稱“狄里克雷原理”,這一原理在解決實際問題中有著廣泛的應(yīng)用?!俺閷显怼钡膽?yīng)用是千變?nèi)f化的,用它可以解決許多有趣的問題,并且常常能得到一些令人驚異的結(jié)果。
(4)請你用“抽屜原理”解釋我們的課前游戲,為什么不管老師怎么送,得到卡片的同學(xué)一定有兩個同學(xué)的性別是一樣的?其中什么相當(dāng)于“物體”?什么相當(dāng)于“抽屜”?
〖設(shè)計意圖〗:通過對不同具體情況的判斷,初步建立“物體”、“抽屜”的模型,發(fā)現(xiàn)簡單的抽屜原理。研究的問題來源于生活,還要還原到生活中去,所以請學(xué)生對課前的游戲的解釋,也是一個建模的過程,讓學(xué)生體會“抽屜”不一定是看得見,摸得著,并讓學(xué)生體會平常事中也有數(shù)學(xué)原理,有探究的成就感,激發(fā)對數(shù)學(xué)的熱情。
三、循序漸進(jìn),總結(jié)規(guī)律。
(1)出示71頁的例2:把5本書放進(jìn)2個抽屜中,不管怎么放,總有一個抽屜至少放進(jìn)3本書。為什么?
A、該如何解決這個問題呢?
B、如何用一個式子表示呢?
C、你又發(fā)現(xiàn)了什么?
教師根據(jù)學(xué)生的回答,繼續(xù)板書算式。
(2)如果一共有7本書呢?9本書呢?
(3)思考、討論:總有一個抽屜至少放進(jìn)的本數(shù)是“商+1”還是“商+余數(shù)”呢?為什么?
教師師讓學(xué)生充分討論后得出正確的結(jié)論:總有一個抽屜至少放進(jìn)的本數(shù)是“商+1”(教師板書。)
〖設(shè)計意圖〗:對規(guī)律的認(rèn)識是循序漸進(jìn)的。在初次發(fā)現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生抓住假設(shè)法最核心的思路---“有余數(shù)除法”,學(xué)生借助直觀,很好的理解了如果把書盡量多地“平均分”給各個抽屜里,看每個抽屜里能分到多少本書,余下的書不管放到哪個抽屜里,總有一個抽屜里比平均分得的書的本數(shù)多1本。從而得出“某個抽屜書的至少數(shù)”是除法算式中的商加“1”,而不是商加“余數(shù)”,從而使學(xué)生從本質(zhì)上理解了“抽屜原理”。四.運用原理,解決問題。
1、基本類型,說說做做。
(1)8只鴿子飛回3個鴿舍,至少有3只鴿子要飛進(jìn)同一個鴿舍里。為什么?
(2)張叔叔參加飛鏢比賽,投了5鏢,成績是41環(huán)。張叔叔至少有一鏢不低于9環(huán)。為什么?
2、深化練習(xí),拓展提升。
(1)有一副撲克牌,去掉了兩張王牌,還剩52張,如果請五位同學(xué)每人任意抽1張,同種花色的至少有幾張?為什么?
如果9個人每一個人抽一張呢?
(2)某街道辦事處統(tǒng)計人口顯示,本街道轄區(qū)內(nèi)當(dāng)年共有 370名嬰兒出生。統(tǒng)計員斷定:“至少有2名嬰兒是在同一天出生的?!边@是為什么? 至少有多少名嬰兒是在同一個月出生的?為什么?
〖設(shè)計意圖〗:讓學(xué)生運用所學(xué)知識去分析、解決生活實際問題,不僅是學(xué)生掌握知識的繼續(xù)拓展與延伸,還是他們成功解決問題后獲取愉悅心情的重要途經(jīng);不同題型、不同難度的練習(xí)不僅能進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,還能滿足不同的孩子學(xué)到不同的數(shù)學(xué),并體會抽屜原理的形式是多種多樣的。
五、全課小結(jié),課外延伸。
(1)說一說:今天這節(jié)課,我們又學(xué)習(xí)了什么新知識?你還有什么困惑?
(2)用今天學(xué)到的知識向你的家長解釋下列現(xiàn)象:
從1、2、3……100,這100個連續(xù)自然數(shù)中,任意取出51個不相同的數(shù),其中必有兩個數(shù)互質(zhì),這是為什么呢?
〖設(shè)計意圖〗:既讓學(xué)生說數(shù)學(xué)知識的收獲,也引導(dǎo)學(xué)生談情感上的感受,同時培養(yǎng)他們的質(zhì)疑能力,使三維目標(biāo)落到實處;把課堂知識延伸到課外,與家長一起分析思考,主要是想拓展學(xué)生思維,達(dá)到“家校牽手,共話數(shù)學(xué)”的教學(xué)目的。
板書設(shè)計。
抽屜原理
物體數(shù) 抽屜數(shù) 至少數(shù) =商+1
(鉛筆數(shù))(盒子數(shù))
2
3
÷ 4 =1……1 2 =1+1 ÷ 5 =1……2 2 =1+1 ÷ 2 =2……1 3 =2+1 ÷ 2 =3……1 4 =3+1
〖設(shè)計意圖〗:這樣的板書設(shè)計是在教學(xué)過程中動態(tài)生成的,按講思路來安排的,力求簡潔精練。這樣設(shè)計便于學(xué)生對本課知識的理解與記憶,突出了的教學(xué)重點,使板書真正起到畫龍點睛的作用。
第三篇:抽屜原理
《抽屜原理》教學(xué)反思
嚴(yán)田小學(xué)彭性良
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:數(shù)學(xué)必須注意從學(xué)生的生活情景和感興趣的事物出發(fā),為他們提供參與的機會,使他們體會數(shù)學(xué)就在身邊,對數(shù)學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和親近感。也就是創(chuàng)設(shè)豐富的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過讓學(xué)生放蘋果的環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引出本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容。通過3個蘋果放入2個抽屜的各種情況的猜測,進(jìn)一步感知抽屜原理。認(rèn)識抽屜原理不同的表述方式:①至少有一個抽屜的蘋果有2個或2個以上;②至少有一個抽屜的蘋果不止一個。
充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗,對可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行猜測,然后放手讓學(xué)生自主思考,采用自己的方法進(jìn)行“證明”,接著再進(jìn)行交流,在交流中引導(dǎo)學(xué)生對“枚舉法”、“假設(shè)法”等方法進(jìn)行比較,教師進(jìn)一步比較優(yōu)化,使學(xué)生逐步學(xué)會運用一般性的數(shù)學(xué)方法來思考問題,發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力。在有趣的類推活動中,引導(dǎo)學(xué)生得出一般性的結(jié)論,讓學(xué)生體驗和理解“抽屜原理”的最基本原理。最后出示練習(xí),讓學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識,解決生活中的實際問題,使學(xué)生所學(xué)知識得到進(jìn)一步的拓展。
這種“創(chuàng)設(shè)情境——建立模型——解釋應(yīng)用”是新課程倡導(dǎo)的課堂教學(xué)模式,讓學(xué)生經(jīng)歷建模的過程,促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)原理的理解,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)學(xué)思維能力。
第四篇:抽屜原理
《抽屜原理》教學(xué)設(shè)計
教材分析:現(xiàn)行小學(xué)教材人教版在十一冊編入這一原理,旨在于讓學(xué)生初步了解“抽屜原理”(也就是初步接觸第一原理),會用“抽屜原理”解決實際有關(guān)“存在”問題;通過猜測、驗證、觀察、分析等數(shù)學(xué)活動,讓孩子建立數(shù)學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)規(guī)律;使孩子經(jīng)歷從具體到抽象的探究過程,提高學(xué)生有根據(jù)、有條理地進(jìn)行思考和推理的能力;通過“抽屜原理”的靈活應(yīng)用,提高學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題的能力和興趣,感受到數(shù)學(xué)文化及數(shù)學(xué)的魅力。
學(xué)情分析:使孩子經(jīng)歷從具體到抽象的探究過程,提高學(xué)生有根據(jù)、有條理地進(jìn)行思考和推理的能力;通過“抽屜原理”的靈活應(yīng)用,提高學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題的能力和興趣,感受到數(shù)學(xué)文化及數(shù)學(xué)的魅力。教學(xué)目標(biāo):
1、經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過程,初步了解“抽屜原理”,會用“抽屜原理”解決簡單的實際問題。
2、通過操作發(fā)展學(xué)生的類推能力,形成比較抽象的數(shù)學(xué)思維。
3、通過“抽屜原理”的靈活應(yīng)用感受數(shù)學(xué)的魅力。
教學(xué)重點:經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過程,初步了解“抽屜原理”。
教學(xué)難點:理解“抽屜原理”,并對一些簡單實際問題加以“模型化”。
教學(xué)過程
一、游戲引入
3個人坐兩個座位,3人都要坐下,一定有一個座位上至少坐了2個人。
這其中蘊含了有趣的數(shù)學(xué)原理,這節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)研究。
二、新知探究
1、把4枝鉛筆放進(jìn)3個文具盒里,不管怎么放,總有一個文具盒里至少放進(jìn)()枝鉛筆先猜一猜,再動手放一放,看看有哪些不同方法。用自己的方法記錄(4,0,0)(3,1,0)(2,2,0)(2,1,1)你有什么發(fā)現(xiàn)?
不管怎么放總有一個文具盒里至少放進(jìn)2枝鉛筆??傆惺鞘裁匆馑??至少是什么意思
2、思考
有沒有一種方法不用擺放就可以知道至少數(shù)是多少呢?
1、3人坐2個位子,總有一個座位上至少坐了2個人2、4枝鉛筆放進(jìn)3個文具盒中,總有一個文具盒中至少放了2枝鉛筆5枝鉛筆放進(jìn)4個文具盒中,6枝鉛筆放進(jìn)5個文具盒中。99支鉛筆放進(jìn)98個文具盒中。是否都有一個文具盒中
至少放進(jìn)2枝鉛筆呢? 這是為什么?可以用算式表達(dá)嗎?
4、如果是5枝鉛筆放到3個文具盒里,總有一個文具盒至少放進(jìn)幾枝鉛筆?把7枝筆放進(jìn)2個文具盒里呢? 8枝筆放進(jìn)2個文具盒呢? 9枝筆放進(jìn)3個文具盒呢?至少數(shù)=上+余數(shù)嗎?
三、小試牛刀 1、7只鴿子飛回5個鴿舍,至少有幾只鴿子要飛進(jìn)同一個鴿舍里?
2、從撲克牌中取出兩張王牌,在剩下的52張中任意抽出5張,至少有幾張是同花色的?
四、數(shù)學(xué)小知識
數(shù)學(xué)小知識:抽屜原理的由來最先發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律的人是誰呢?最先是由19世紀(jì)的德國數(shù)學(xué)家狄里克雷運用于解決數(shù)學(xué)問題的,后人們?yōu)榱思o(jì)念他從這么平凡的事情中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,就把這個規(guī)律用他的名字命名,叫“狄里克雷原理”,又把它叫做“鴿巢原理”,還把它叫做
“抽屜原理”。
五、智慧城堡
1、把13只小兔子關(guān)在5個籠子里,至少有多少只兔子要關(guān)在同一個籠子里?
2、咱們班共59人,至少有幾人是同一屬相?
3、張叔叔參加飛鏢比賽,投了5鏢,鏢鏢都中,成績是41環(huán)。張叔叔至少有一鏢不低于9環(huán)。為什么?
4、六年級四個班的學(xué)生去春游,自由活時有6個同學(xué)在一起,可以肯定。為什么?
六、小結(jié)
這節(jié)課你有什么收獲?
七、作業(yè):課后練習(xí)
第五篇:抽屜原理
4分割圖形構(gòu)造“抽屜”與“蘋果”
在一個幾何圖形內(nèi), 有一些已知點, 可以根據(jù)問題的要求, 將幾何圖形進(jìn)行分割, 用這些分割成的圖形作抽屜, 從而對已知點進(jìn)行分類, 再集中對某個抽屜或某幾個抽屜進(jìn)行討論, 使問題得到解決.命題4在正方體的8個頂點處分別放上8個不同的正整數(shù), 如果它們的和等于55, 那么, 一定能找到某個側(cè)面正方形, 其相對頂點所放的數(shù)都是奇數(shù).證明
首先, 由8個正整數(shù)的和為奇數(shù)知, 當(dāng)中必有奇數(shù)個奇數(shù);其次,為奇數(shù)的至少有3個, 否則, 假設(shè)最多有一個奇數(shù), 便有55?1?2?4?6?8?10?12?14?57,矛盾!
現(xiàn)以正方體的側(cè)面對角線為棱組成兩個三棱錐, D – A1 BC , B1 – ACD1如圖1, 3個奇數(shù)歸入2個三棱錐, 必有2 個奇數(shù)屬于同一個三棱錐。這兩個歸入奇數(shù)的頂點必是某一側(cè)面正方形的相對頂點。
此命題中的抽屜原理的應(yīng)用屬于“蘋果”(元素)、“抽屜”都未直接給出的類型, 需要從幾何上去構(gòu)造兩個“抽屜”。并運用奇偶分析法找出3 個“蘋果”。
在不超過60的正整數(shù)中任取9個數(shù),證明:這9個數(shù)中一定有兩個數(shù)(a和b)的比值滿足2a3?? 3b
2例3 任意給定12 個不同的自然數(shù),證明其中必有兩個數(shù)的和或差是20 的倍數(shù).證明 將自然數(shù)按照除以20 所得的余數(shù)分類,得0、l、2、??、19,共20 類.任意給定的12 個不同的自然數(shù),若有兩個數(shù)在同一類(即兩個數(shù)除以20的余數(shù)相同),那么它們的差是20 的倍數(shù),結(jié)論成立。任意給定的12 個不同的自然數(shù)中,每兩個數(shù)都不在同一類,也就是按上面分的20 類中每一類只多有一個已知數(shù)(也可以沒有).此時,我們把自然數(shù)按被20 除的余數(shù)。0、l、2、3、??、19 分成11類: {I,19},{2,18},{3,17},?,{9,11},{10},{0} 每一類當(dāng)做1 個抽屜,己知的12 個自然數(shù)必有兩個在同一個抽屜中,它們的和是20 的倍數(shù)
一般地任取???2個不同的自然數(shù),必有兩個數(shù)的和或差是n的倍數(shù).2證明 設(shè)所給的自然數(shù)為am(m=1、2、……、???2),有am=ngm+rm,?2??n????n???n??rm??0、1、2、......、? ??2????則???2個自然數(shù)的余數(shù),分屬???1種情況,看做???1個抽屜,必有兩個數(shù)222ai,aj屬于同一個抽屜,即ri?rj。?n????n????n???.(1)當(dāng)ri?rj時,ai-aj是n的倍數(shù);(2)當(dāng)ri?-rj時, ai?aj是n的倍數(shù)·
綜合(l)、(2)可知,該命題成立
例7 試證:從1,2,3,?,10 這10 個自然數(shù)中,任取6個數(shù),則必能找到兩個數(shù),其中一個數(shù)是另一個數(shù)的倍數(shù).分析
6個數(shù),需設(shè)計5 個抽屜,把前10個自然數(shù)放在5 個抽屜里,且能使每個抽屜中的數(shù)具有倍數(shù)關(guān)系,因此得出如下分類方法:{1,7},}2,6 },{3,9},{4,8},}5,10 }.解 將前10 個自然數(shù)分成以下5 組:}l,7},}2,6},{3,9},}4,8},{5,10}.把這5 組看做5 個抽屜.任取6 個數(shù)則必有兩個數(shù)出自同一抽屜里,其中大數(shù)是小數(shù)的倍數(shù).若題目變?yōu)閺?,2,3,?,20,這20 個自然數(shù)中,任取1 個數(shù),則必能找到兩個數(shù),其中一個數(shù)是另一個數(shù)的倍數(shù).則應(yīng)這樣設(shè)計抽屜:{l,2,4,8,16},{3,6,12},{5,10,20},{7,14},{9,18},{11},}{3},{15},{17},{19}.把這10 組看做10抽屜.任取11個數(shù),則必有兩個數(shù)出自同一抽屜里,只能是前5 個抽屜,其中大數(shù)是小數(shù)的倍數(shù).一般地,設(shè)1?a1?a2?...?an?1?2n,則有1?i?j?n?1,故aiaj。
證明 設(shè)ai?2ibi,ai?0,2不能整除b(因為1,2,3,…,2nii=1,2,3,?,n+1,其中bi<2n,中恰有n個不同的奇數(shù),故在b1,….,bn+1中至少有兩個相同,設(shè)bi=bj,1?i?j?n?1,故aiaj。
.這是數(shù)論中的一個定理,1935 年由愛爾特希(erdos)提出,萊梅證明的例6 給定九個不同的實數(shù)a1,a2,...,a9,證明: 至少存在兩個實數(shù)ai,ajai , aj(i?j), 滿足: 0?nai?aj1?aiaj?2?1。
????????y?tan?,k=1,2,…,9,由在??k????,?單調(diào)遞增, ?22?22?????????3??,?分成8個小區(qū)間:??,??,8??22??2證明
設(shè)ak= tan?k??-當(dāng)ai?aj時,?i??j。將???3????3???????,…,根據(jù)抽屜原理, 在?,?,????,?至少存在兩個角?i,?j使得?8?4???82??22?0??i??j??8,則有: 0?tan?i??j?tan???8,0?tan?i?tan?j1?tan?itan?j?2?1, 即有0?ai?aj1?aiaj
?2?1
D
C A
B D1 A1 B1
D
C A
B D1 C1 A1
B1