第一篇:抽屜
數(shù)學(xué)廣角——抽屜原理
教學(xué)內(nèi)容:人教版六年級下冊:數(shù)學(xué)廣角——抽屜原理 馬愛兵
教學(xué)目標(biāo):
1、初步了解“抽屜原理”,會用“抽屜原理”解決實(shí)際問題。
2、通過猜測、驗(yàn)證、觀察、分析等數(shù)學(xué)活動(dòng),建立數(shù)學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。滲透“建?!彼枷?。
3、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。
4、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)重點(diǎn):抽屜原理的理解和應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn):判斷誰是蘋果,誰是抽屜。
教學(xué)過程:
一、引入
1、老師任意點(diǎn)13位同學(xué),就可以肯定,至少有2個(gè)同學(xué)的生日是在同一個(gè)月,你們信嗎?
2、驗(yàn)證:學(xué)生報(bào)——出生月份。
3、點(diǎn)題:想知道這是為什么嗎?通過今天的學(xué)習(xí),你就能解釋這個(gè)現(xiàn)象了。下面我們就來研究這類問題,我們先從簡單的情況入手研究。
(設(shè)計(jì)意圖:緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際,從學(xué)生的出生月份談起,產(chǎn)生認(rèn)知沖突。使學(xué)生積極投入到對問題的研究中。同時(shí),滲透研究問題的方法、建模的數(shù)學(xué)思想)
二、新課
(一)抽屜原理
(一)1、課件出示:有4只鴿子飛回3個(gè)鴿籠里,至少會有幾只鴿子飛回到同一個(gè)鴿籠呢?你怎么證明會有2只鴿子飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠?
(1)學(xué)生獨(dú)立證明、說理
(2)組內(nèi)交流看法
(3)小組學(xué)生匯報(bào)
方法1)擺或畫
2)數(shù)的分解:
方法3)假設(shè)法(反證法)
假設(shè)每個(gè)鴿籠飛回1只,那么3個(gè)鴿籠最多放3只鴿子,還剩下1只,也要進(jìn)其中的一個(gè)鴿籠,所以至少有2只鴿子飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠。
4?SPAN lang=EN-US>3=1??1 1 1=2
問:兩個(gè)1表示的意思一樣嗎?
4、問:這種推理方法,實(shí)際上是剛才鴿子不同飛法的第幾種?(1,1,2)
為什么你只研究這種方法就能斷定一定有“至少2只鴿子飛到同一個(gè)鴿籠中”?不考慮其它幾種情況嗎?
——引導(dǎo)學(xué)生從最不利的情況考慮,把道理說明白。
5、那么,如果增加鴿子和鴿籠的數(shù)量,又會怎樣呢?
出示:5只鴿子飛回4個(gè)鴿籠?
6只鴿子飛回5個(gè)鴿籠?
10只鴿子飛回9個(gè)鴿籠?
100只鴿子飛回99個(gè)鴿籠?
問:發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?——只要鴿子數(shù)比鴿籠數(shù)量多1,總有2只鴿子飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠。
問:難道這個(gè)規(guī)律只有在這種情況下才存在嗎?你還能提出什么問題?(問題意識培養(yǎng))
6、如果不余1呢?怎么辦?這個(gè)規(guī)律還存在嗎?
生舉例證明。如假設(shè)法 5?SPAN lang=EN-US>3=1??2 1 1=2
問:為什么加1而不加2?(第二次強(qiáng)調(diào)最不利)
生:剩下的2只鴿子既可以飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠,也可以分別飛進(jìn)2個(gè)鴿籠。要保證“至少”就繼續(xù)從“最不利的情況”考慮,讓2只鴿子進(jìn)2個(gè)鴿籠。達(dá)到“至少”有2只在1個(gè)籠子。
7、如果把鴿子和鴿籠的數(shù)量進(jìn)一步增加呢?
8只鴿子進(jìn)5個(gè)鴿籠,至少有?只鴿子進(jìn)同一個(gè)鴿籠?
13只鴿子進(jìn)9個(gè)鴿籠,至少有?只鴿子進(jìn)同一個(gè)鴿籠?
100只鴿子進(jìn)95個(gè)鴿籠,至少有?只鴿子進(jìn)同一個(gè)鴿籠?
生:——只要鴿子數(shù)量是鴿籠數(shù)量的1倍多,總有一個(gè)鴿籠里至少飛進(jìn)2只或2只以上的鴿子?!澴訑?shù)髁郵?SPAN lang=EN-US>=商?1 商 1
師總結(jié):看來,余1時(shí),是這個(gè)規(guī)律;那么,余
2、余3時(shí)這個(gè)規(guī)律也同樣存在。
8、問:為什么不用分解數(shù)、畫圖的方法一一列舉,而用假設(shè)的方法來證明?
——對比三種方法的適用性。
(設(shè)計(jì)意圖:滲透在研究問題、探索規(guī)律時(shí),先從簡單的情況開始研究的探究方法。證明過程中,展示了不同學(xué)生的證明方法,展示了不同學(xué)生的思維水平,使學(xué)生既互相學(xué)習(xí)、觸類旁通,又建立“建?!彼枷?,突出了學(xué)習(xí)方法。同時(shí)讓學(xué)生理解“最不利”是什么意思,這一層,讓學(xué)生從不同的角度去正確認(rèn)識抽屜原理一:把多于n個(gè)的物體放到n個(gè)抽屜里,則至少有一個(gè)抽屜里有2個(gè)或2個(gè)以上的物體。)
(二)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?他就是德國數(shù)學(xué)家“狄里克雷”,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(gè)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”。
(設(shè)計(jì)意圖:介紹鴿巢原理、抽屜原理的由來,以增加數(shù)學(xué)文化的氣息。同時(shí)教育學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家的觀察生活的態(tài)度,研究問題的方法。)
(三)練習(xí)
小游戲:一副撲克牌,拿走兩個(gè)王。老師請3位同學(xué)到前面來抽牌,其他同學(xué)來猜。
——請分別抽5張牌,其他同學(xué)來猜一猜,每人手中的牌,至少有幾張牌的花色一樣?
(設(shè)計(jì)意圖:通過小游戲增加學(xué)習(xí)動(dòng)力和樂趣,體會游戲中的數(shù)學(xué)。)
(四)抽屜原理
(二)1、“狄里克雷”發(fā)現(xiàn)這個(gè)規(guī)律后,并沒有停止對現(xiàn)象的研究,又發(fā)現(xiàn)了問題?,F(xiàn)在你也想一想,還有沒有值得我們繼續(xù)研究的問題呢?(問題意識培養(yǎng))
——如果鴿子或蘋果的數(shù)量更多一些呢?
2、出示:假如有9個(gè)蘋果放到4個(gè)抽屜中,那么至少會有幾個(gè)蘋果被放到了同一個(gè)抽屜中?
3、組內(nèi)同學(xué)交流看法,之后匯報(bào)。
4、如果是14個(gè)蘋果放進(jìn)4 個(gè)抽屜中呢? 14?SPAN lang=EN-US>4=3??2,3 1=4
23個(gè)蘋果放進(jìn)4個(gè)抽屜中呢? 23?SPAN lang=EN-US>4=5??3 5 1=6
5、總結(jié)規(guī)律
師:如果繼續(xù)增加蘋果和抽屜的數(shù)量,你發(fā)現(xiàn)規(guī)律了嗎?
——蘋果數(shù)除以抽屜數(shù),那么總會有一個(gè)抽屜里放進(jìn)比商多1的蘋果。
師:之所以把這個(gè)規(guī)律稱之為“原理”,是因?yàn)樵谖覀兊纳钪写嬖谥S多能用這個(gè)原理解決的問題,研究出這個(gè)規(guī)律是非常有價(jià)值的。
老師上課時(shí)提出的生日問題,現(xiàn)在你能解釋嗎?
那么你還能舉出一些能用抽屜原理解釋的生活中的例子嗎?
(設(shè)計(jì)意圖:研究的問題來源于生活,還要還原到生活中去。在教學(xué)的最后,請學(xué)生用這節(jié)課學(xué)的抽屜原理解釋課始老師提出的生日問題,再讓學(xué)生舉一些能用抽屜原理解釋的生活現(xiàn)象,以達(dá)到鞏固應(yīng)用的目的。)
三、鞏固練習(xí)(說明“把誰當(dāng)做蘋果,把誰當(dāng)做抽屜”)
1、小麗從書架上隨意拿下了13份報(bào)紙,你知道至少有幾份報(bào)紙是同一個(gè)月的嗎?
2、某校六年級學(xué)生共有400人,年齡最大的與年齡最小的相差不到1歲,我們不用去查看同學(xué)的出生日期,就可斷定在這400個(gè)學(xué)生中至少有兩人是同年同月同日出生的,你知道這是為什么嗎?
3、你能證明在一個(gè)11位數(shù)中,至少有2個(gè)數(shù)位上的數(shù)字是相同的嗎?
思考題: 要拿出25個(gè)蘋果,最多從幾個(gè)抽屜中拿,才能保證從其中一個(gè)抽屜里至少拿了7個(gè)蘋果。
四、總結(jié):通過今天的學(xué)習(xí)你有什么收獲?——知識上、學(xué)習(xí)方法上、數(shù)學(xué)小知識上總結(jié)。抽屜原理” 人教版六年級數(shù)學(xué)教案2010-01-28 18:53:46 來源:人教網(wǎng) 網(wǎng)友評論0條我要投稿
【教學(xué)內(nèi)容】
《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·數(shù)學(xué)》六年級下冊第68頁。
【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(shí)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(diǎn)】
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(diǎn)】
理解“抽屜原理”,并對一些簡單實(shí)際問題加以“模型化”。
【教具、學(xué)具準(zhǔn)備】
每組都有相應(yīng)數(shù)量的盒子、鉛筆、書。
【教學(xué)過程】
一、課前游戲引入。
師:同學(xué)們在我們上課之前,先做個(gè)小游戲:老師這里準(zhǔn)備了4把椅子,請5個(gè)同學(xué)上來,誰愿來?(學(xué)生上來后)
師:聽清要求,老師說開始以后,請你們5個(gè)都坐在椅子上,每個(gè)人必須都坐下,好嗎?(好)。這時(shí)教師面向全體,背對那5個(gè)人。
師:開始。
師:都坐下了嗎?
生:坐下了。
師:我沒有看到他們坐的情況,但是我敢肯定地說:“不管怎么坐,總有一把椅子上至少坐兩個(gè)同學(xué)”我說得對嗎?
生:對!
師:老師為什么能做出準(zhǔn)確的判斷呢?道理是什么?這其中蘊(yùn)含著一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)原理,這節(jié)課我們就一起來研究這個(gè)原理。下面我們開始上課,可以嗎?
【點(diǎn)評】教師從學(xué)生熟悉的“搶椅子”游戲開始,讓學(xué)生初步體驗(yàn)不管怎么坐,總有一把椅子上至少坐兩個(gè)同學(xué),使學(xué)生明確這是現(xiàn)實(shí)生活中存在著的一種現(xiàn)象,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為后面開展教與學(xué)的活動(dòng)做了鋪墊。
二、通過操作,探究新知
(一)教學(xué)例1
1.出示題目:有3枝鉛筆,2個(gè)盒子,把3枝鉛筆放進(jìn)2個(gè)盒子里,怎么放?有幾種不同的放法?
師:請同學(xué)們實(shí)際放放看,誰來展示一下你擺放的情況?(指名擺)根據(jù)學(xué)生擺的情況,師板書各種情況(3,0)(2,1)
【點(diǎn)評】此處設(shè)計(jì)教師注意了從最簡單的數(shù)據(jù)開始擺放,有利于學(xué)生觀察、理解,有利于調(diào)動(dòng)所有的學(xué)生積極參與進(jìn)來。
師:5個(gè)人坐在4把椅子上,不管怎么坐,總有一把椅子上至少坐兩個(gè)同學(xué)。3支筆放進(jìn)2個(gè)盒子里呢?
生:不管怎么放,總有一個(gè)盒子里至少有2枝筆?
是:是這樣嗎?誰還有這樣的發(fā)現(xiàn),再說一說。
師:那么,把4枝鉛筆放進(jìn)3個(gè)盒子里,怎么放?有幾種不同的放法?請同學(xué)們實(shí)際放放看。(師巡視,了解情況,個(gè)別指導(dǎo))
師:誰來展示一下你擺放的情況?(指名擺)根據(jù)學(xué)生擺的情況,師板書各種情況。
(4,0,0)
(3,1,0)
(2,2,0)
(2,1,1),師:還有不同的放法嗎?
生:沒有了。
師:你能發(fā)現(xiàn)什么?
生:不管怎么放,總有一個(gè)盒子里至少有2枝鉛筆。
師:“總有”是什么意思?
生:一定有
師:“至少”有2枝什么意思?
生:不少于兩只,可能是2枝,也可能是多于2枝?
師:就是不能少于2枝。(通過操作讓學(xué)生充分體驗(yàn)感受)
師:把3枝筆放進(jìn)2個(gè)盒子里,和把4枝筆飯放進(jìn)3個(gè)盒子里,不管怎么放,總有一個(gè)盒子里至少有2枝鉛筆。這是我們通過實(shí)際操作現(xiàn)了這個(gè)結(jié)論。那么,我們能不能找到一種更為直接的方法,只擺一種情況,也能得到這個(gè)結(jié)論呢?
學(xué)生思考——組內(nèi)交流——匯報(bào)
師:哪一組同學(xué)能把你們的想法匯報(bào)一下?
組1生:我們發(fā)現(xiàn)如果每個(gè)盒子里放1枝鉛筆,最多放3枝,剩下的1枝不管放進(jìn)哪一個(gè)盒子里,總有一個(gè)盒子里至少有2枝鉛筆。
師:你能結(jié)合操作給大家演示一遍嗎?(學(xué)生操作演示)
師:同學(xué)們自己說說看,同位之間邊演示邊說一說好嗎?
師:這種分法,實(shí)際就是先怎么分的?
生眾:平均分
師:為什么要先平均分?(組織學(xué)生討論)
生1:要想發(fā)現(xiàn)存在著“總有一個(gè)盒子里一定至少有2枝”,先平均分,余下1枝,不管放在那個(gè)盒子里,一定會出現(xiàn)“總有一個(gè)盒子里一定至少有2枝”。
生2:這樣分,只分一次就能確定總有一個(gè)盒子至少有幾枝筆了?
師:同意嗎?那么把5枝筆放進(jìn)4個(gè)盒子里呢?(可以結(jié)合操作,說一說)
師:哪位同學(xué)能把你的想法匯報(bào)一下,生:(一邊演示一邊說)5枝鉛筆放在4個(gè)盒子里,不管怎么放,總有一個(gè)盒子里至少有2枝鉛筆。
師:把6枝筆放進(jìn)5個(gè)盒子里呢?還用擺嗎?
生:6枝鉛筆放在5個(gè)盒子里,不管怎么放,總有一個(gè)盒子里至少有2枝鉛筆。
師:把7枝筆放進(jìn)6個(gè)盒子里呢?
把8枝筆放進(jìn)7個(gè)盒子里呢?
把9枝筆放進(jìn)8個(gè)盒子里呢???
:
你發(fā)現(xiàn)什么?
生1:筆的枝數(shù)比盒子數(shù)多1,不管怎么放,總有一個(gè)盒子里至少有2枝鉛筆。
師:你的發(fā)現(xiàn)和他一樣嗎?(一樣)你們太了不起了!同桌互相說一遍。
【點(diǎn)評】教師關(guān)注了“抽屜原理”的最基本原理,物體個(gè)數(shù)必須要多于抽屜個(gè)數(shù),化繁為簡,此處確實(shí)有必要提領(lǐng)出來進(jìn)行教學(xué)。在學(xué)生自主探索的基礎(chǔ)上,教師注意引導(dǎo)學(xué)生得出一般性的結(jié)論:只要放的鉛筆數(shù)盒數(shù)多1,總有一個(gè)盒里至少放進(jìn)2支。通過教師組織開展的扎實(shí)有效的教學(xué)活動(dòng),學(xué)生學(xué)的有興趣,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。
2.解決問題。
(1)課件出示:5只鴿子飛回4個(gè)鴿籠,至少有2只鴿子要飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠里,為什么?
(學(xué)生活動(dòng)—獨(dú)立思考 自主探究)
(2)交流、說理活動(dòng)。
師:誰能說說為什么?
生1:如果一個(gè)鴿籠里飛進(jìn)一只鴿子,最多飛進(jìn)4只鴿子,還剩一只,要飛進(jìn)其中的一個(gè)鴿籠里。不管怎么飛,至少有2只鴿子要飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠里。
生2:我們也是這樣想的。
生3:把5只鴿子平均分到4個(gè)籠子里,每個(gè)籠子1只,剩下1只,放到任何一個(gè)籠子里,就能保證至少有2只鴿子飛進(jìn)同一個(gè)籠里。
生4:可以用5÷4=1??1,余下的1只,飛到任何一個(gè)鴿籠里都能保證至少有2只鴿子飛進(jìn)一個(gè)個(gè)籠里,所以,“至少有2只鴿子飛進(jìn)同一個(gè)籠里”的結(jié)論是正確的。
師:許多同學(xué)沒有再擺學(xué)具,證明這個(gè)結(jié)論是正確的,用的什么方法?
生:用平均分的方法,就能說明存在“總有一個(gè)鴿籠至少有2只鴿子飛進(jìn)一個(gè)個(gè)籠里”。
師:同意嗎?(生:同意)老師把這位同學(xué)說的算式寫下來,(板書:5÷4=1??1)
師:同位之間再說一說,對這種方法的理解。
師:現(xiàn)在誰能說說你對“總有一個(gè)鴿籠里至少飛進(jìn)2只鴿子的理解”
生:我們發(fā)現(xiàn)這是必然存在的一個(gè)現(xiàn)象,不管鴿子怎樣飛回鴿籠,一定會有一個(gè)鴿籠里至少有2只鴿子。
師:同學(xué)們都有這個(gè)發(fā)現(xiàn)嗎?
生眾:發(fā)現(xiàn)了。
師:同學(xué)們非常了不起,善于運(yùn)用觀察、分析、思考、推理、證明的方法研究問題,得出結(jié)論。同學(xué)們的思維也在不知不覺中提升了許多,那么讓我們再來看這樣一組問題。
(二)教學(xué)例2
1.出示題目:把5本書放進(jìn)2個(gè)抽屜里,不管怎么放,總有一個(gè)抽屜里至少有幾本書?
把7本書放進(jìn)2個(gè)抽屜里,不管怎么放,總有一個(gè)抽屜里至少有幾本書?
把9本書放進(jìn)2個(gè)抽屜里,不管怎么放,總有一個(gè)抽屜里至少有幾本書?
(留給學(xué)生思考的空間,師巡視了解各種情況)
2.學(xué)生匯報(bào)。
生1:把5本書放進(jìn)2個(gè)抽屜里,如果每個(gè)抽屜里先放2本,還剩1本,這本書不管放到哪個(gè)抽屜里,總有一個(gè)抽屜里至少有3本書。
板書:5本 2個(gè) 2本?? 余1本(總有一個(gè)抽屜里至有3本書)
7本 2個(gè) 3本?? 余1本(總有一個(gè)抽屜里至有4本書)
9本 2個(gè) 4本?? 余1本(總有一個(gè)抽屜里至有5本書)
師:2本、3本、4本是怎么得到的?生答完成除法算式。
5÷2=2本??1本(商加1)
7÷2=3本??1本(商加1)
9÷2=4本??1本(商加1)
師:觀察板書你能發(fā)現(xiàn)什么?
生1:“總有一個(gè)抽屜里的至少有2本”只要用 “商+ 1”就可以得到。
師:如果把5本書放進(jìn)3個(gè)抽屜里,不管怎么放,總有一個(gè)抽屜里至少有幾本書?
生:“總有一個(gè)抽屜里的至少有3本”只要用5÷3=1本??2本,用“商+ 2”就可以了。
生:不同意!先把5本書平均分放到3個(gè)抽屜里,每個(gè)抽屜里先放1本,還剩2本,這2本書再平均分,不管分到哪兩個(gè)抽屜里,總有一個(gè)抽屜里至少有2本書,不是3本書。
師:到底是“商+1”還是“商+余數(shù)”呢?誰的結(jié)論對呢?在小組里進(jìn)行研究、討論。
交流、說理活動(dòng):
生1:我們組通過討論并且實(shí)際分了分,結(jié)論是總有一個(gè)抽屜里至少有2本書,不是3本書。
生2:把5本書平均分放到3個(gè)抽屜里,每個(gè)抽屜里先放1本,余下的2本可以在2個(gè)抽屜里再各放1本,結(jié)論是“總有一個(gè)抽屜里至少有2本書”。
生3∶我們組的結(jié)論是5本書平均分放到3個(gè)抽屜里,“總有一個(gè)抽屜里至少有2本書”用“商加1”就可以了,不是“商加2”。
師:現(xiàn)在大家都明白了吧?那么怎樣才能夠確定總有一個(gè)抽屜里至少有幾個(gè)物體呢?
生4:如果書的本數(shù)是奇數(shù),用書的本數(shù)除以抽屜數(shù),再用所得的商加1,就會發(fā)現(xiàn)“總有一個(gè)抽屜里至少有商加1本書”了。
師:同學(xué)們同意吧?
師:同學(xué)們的這一發(fā)現(xiàn),稱為“抽屜原理”,“ 抽屜原理”又稱“鴿籠原理”,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”,也稱為“鴿巢原理”。這一原理在解決實(shí)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。下面我們應(yīng)用這一原理解決問題。
3.解決問題。71頁第3題。(獨(dú)立完成,交流反饋)
小結(jié):經(jīng)過剛才的探索研究,我們經(jīng)歷了一個(gè)很不簡單的思維過程,我們獲得了解決這類問題的好辦法,下面讓我們輕松一下做個(gè)小游戲。
【點(diǎn)評】在這一環(huán)節(jié)的教學(xué)中教師抓住了假設(shè)法最核心的思路就是用“有余數(shù)除法” 形式表示出來,使學(xué)生學(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(gè)抽屜里,看每個(gè)抽屜里能分到多少本書,余下的書不管放到哪個(gè)抽屜里,總有一個(gè)抽屜里比平均分得的書的本數(shù)多1本。特別是對“某個(gè)抽屜至少有書的本數(shù)”是除法算式中的商加“1”,而不是商加“余數(shù)”,教師適時(shí)挑出針對性問題進(jìn)行交流、討論,使學(xué)生從本質(zhì)上理解了“抽屜原理”。
三、應(yīng)用原理解決問題
師:我這里有一副撲克牌,去掉了兩張王牌,還剩52張,我請五位同學(xué)每人任意抽1張,聽清要求,不要讓別人看到你抽的是什么牌。請大家猜測一下,同種花色的至少有幾張?為什么?
生:2張/因?yàn)?÷4=1?1
師:先驗(yàn)證一下你們的猜測:舉牌驗(yàn)證。
師:如有3張同花色的,符合你們的猜測嗎?
師:如果9個(gè)人每一個(gè)人抽一張呢?
生:至少有3張牌是同一花色,因?yàn)?÷4=2?1
四、全課小結(jié)
【點(diǎn)評】當(dāng)學(xué)生利用有余數(shù)除法解決了具體問題后,教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納這一類“抽屜問題”的一般規(guī)律,使學(xué)生進(jìn)一步理解掌握了“抽屜原理”。(作者:山東省濟(jì)南市民生大街小學(xué) 張榮明 山東省濟(jì)南市市中區(qū)教研室 董惠平)
教學(xué)內(nèi)容】《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書?數(shù)學(xué)》六年級下冊7071頁?!窘虒W(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(shí)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(diǎn)】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(diǎn)】理解“抽屜原理”,并對一些簡單實(shí)際問題加以“模型化”?!窘叹摺W(xué)具準(zhǔn)備】每組都有相應(yīng)數(shù)量的盒子、鉛筆、書?!窘虒W(xué)過程】
一、情境引入。
猜出生月。
二、通過操作,探究新知
(一)教學(xué)例1
1.出示題目:把4枝鉛筆放進(jìn)3個(gè)盒子里,怎么放?有幾種不同的放法?
(學(xué)生先思考,然后在組內(nèi)動(dòng)手操作)
師:誰來展示一下你擺放的情況?(根據(jù)學(xué)生擺的情況,師演示各種情況。)
(4,0,0)(3,1,0)(2,2,0)(2,1,1)
師:把四支鉛筆放入3個(gè)鉛筆盒中一共有以上4中不同的放法。由于擺放的方法不同,每個(gè)鉛筆盒總的支數(shù)也不相同。請同學(xué)們看看,鉛筆盒中的指數(shù)有哪些不同的情況呢?(0、1、2、3、4)
師:看來,鉛筆盒中的的支數(shù)是有多有少的。在沒一種放法中的支數(shù)也是有多有少的??傆幸粋€(gè)鉛筆盒的支數(shù)放的是最多的,同學(xué)們能找出來嗎? 師:第一種擺法中,哪個(gè)鉛筆盒的支數(shù)是最多的?是幾支?那我可以這樣說,第一種擺法中,總有一個(gè)鉛筆盒要放入()支鉛筆。那第二種擺法總有一個(gè)鉛筆盒中要放入幾支鉛筆呢?第三種?第四種呢?
第二篇:抽屜原理
抽屜原理
把5個(gè)蘋果放到4個(gè)抽屜中,必然有一個(gè)抽屜中至少有2個(gè)蘋果,這是抽屜原理的通俗解釋。一般地,我們將它表述為:
第一抽屜原理:把(mn+1)個(gè)物體放入n個(gè)抽屜,其中必有一個(gè)抽屜中至少有(m+1)個(gè)物體。
使用抽屜原理解題,關(guān)鍵是構(gòu)造抽屜。一般說來,數(shù)的奇偶性、剩余類、數(shù)的分組、染色、線段與平面圖形的劃分等,都可作為構(gòu)造抽屜的依據(jù)。
例1 從1,2,3,…,100這100個(gè)數(shù)中任意挑出51個(gè)數(shù)來,證明在這51個(gè)數(shù)中,一定:
(1)有2個(gè)數(shù)互質(zhì);
(2)有2個(gè)數(shù)的差為50;
(3)有8個(gè)數(shù),它們的最大公約數(shù)大于1。
證明:(1)將100個(gè)數(shù)分成50組:
{1,2},{3,4},…,{99,100}。
在選出的51個(gè)數(shù)中,必有2個(gè)數(shù)屬于同一組,這一組中的2個(gè)數(shù)是兩個(gè)相鄰的整數(shù),它們一定是互質(zhì)的。
(2)將100個(gè)數(shù)分成50組:
{1,51},{2,52},…,{50,100}。
在選出的51個(gè)數(shù)中,必有2個(gè)數(shù)屬于同一組,這一組的2個(gè)數(shù)的差為50。
(3)將100個(gè)數(shù)分成5組(一個(gè)數(shù)可以在不同的組內(nèi)):
第一組:2的倍數(shù),即{2,4,…,100};
第二組:3的倍數(shù),即{3,6,…,99};
第三組:5的倍數(shù),即{5,10,…,100};
第四組:7的倍數(shù),即{7,14,…,98};
第五組:1和大于7的質(zhì)數(shù)即{1,11,13,…,97}。
第五組中有22個(gè)數(shù),故選出的51個(gè)數(shù)至少有29個(gè)數(shù)在第一組到第四組中,根據(jù)抽屜原理,總有8個(gè)數(shù)在第一組到第四組的某一組中,這8個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)大于1。
例2 求證:可以找到一個(gè)各位數(shù)字都是4的自然數(shù),它是1996的倍數(shù)。
證明:因1996÷4=499,故只需證明可以找到一個(gè)各位數(shù)字都是1的自然數(shù),它是499的倍數(shù)就可以了。
得到500個(gè)余數(shù)r1,r2,…,r500。由于余數(shù)只能取0,1,2,…,499這499個(gè)值,所以根據(jù)抽屜原理,必有2個(gè)余數(shù)是相同的,這2個(gè)數(shù)的差就是499的倍數(shù),這個(gè)差的前若干位是1,后若干位是0:11…100…0,又499和10是互質(zhì)的,故它的前若干位由1組成的自然數(shù)是499的倍數(shù),將它乘以4,就得到一個(gè)各位數(shù)字都是4的自然數(shù),它是1996的倍數(shù)。
例3 在一個(gè)禮堂中有99名學(xué)生,如果他們中的每個(gè)人都與其中的66人相識,那么可能出現(xiàn)這種情況:他們中的任何4人中都一定有2人不相識(假定相識是互相的)。
分析:注意到題中的說法“可能出現(xiàn)……”,說明題的結(jié)論并非是條件的必然結(jié)果,而僅僅是一種可能性,因此只需要設(shè)法構(gòu)造出一種情況使之出現(xiàn)題目中所說的結(jié)論即可。
解:將禮堂中的99人記為a1,a2,…,a99,將99人分為3組:
(a1,a2,…,a33),(a34,a35,…,a66),(a67,a68,…,a99),將3組學(xué)生作為3個(gè)抽屜,分別記為A,B,C,并約定A中的學(xué)生所認(rèn)識的66人只在B,C中,同時(shí),B,C中的學(xué)生所認(rèn)識的66人也只在A,C和A,B中。如果出現(xiàn)這種局面,那么題目中所說情況
/ 7
就可能出現(xiàn)。
因?yàn)槎Y堂中任意4人可看做4個(gè)蘋果,放入A,B,C三個(gè)抽屜中,必有2人在同一抽屜,即必有2人來自同一組,那么他們認(rèn)識的人只在另2組中,因此他們兩人不相識。
例4 如右圖,分別標(biāo)有數(shù)字1,2,…,8的滾珠兩組,放在內(nèi)外兩個(gè)圓環(huán)上,開始時(shí)相對的滾珠所標(biāo)數(shù)字都不相同。當(dāng)兩個(gè)圓環(huán)按不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),必有某一時(shí)刻,內(nèi)外兩環(huán)中至少有兩對數(shù)字相同的滾珠相對。
分析:此題中沒有直接提供我們用以構(gòu)造抽屜和蘋果的數(shù)量關(guān)系,需要轉(zhuǎn)換一下看問題的角度。
解:內(nèi)外兩環(huán)對轉(zhuǎn)可看成一環(huán)靜止,只有一個(gè)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周后,每個(gè)滾珠都會有一次與標(biāo)有相同數(shù)字的滾珠相對的局面出現(xiàn),那么這種局面共要出現(xiàn)8次。將這8次局面看做蘋果,再需構(gòu)造出少于8個(gè)抽屜。
注意到一環(huán)每轉(zhuǎn)動(dòng)45°角就有一次滾珠相對的局面出現(xiàn),轉(zhuǎn)動(dòng)一周共有8次滾珠相對的局面,而最初的8對滾珠所標(biāo)數(shù)字都不相同,所以數(shù)字相同的滾珠相對的情況只出現(xiàn)在以后的7次轉(zhuǎn)動(dòng)中,將7次轉(zhuǎn)動(dòng)看做7個(gè)抽屜,8次相同數(shù)字滾珠相對的局面看做8個(gè)蘋果,則至少有2次數(shù)字相對的局面出現(xiàn)在同一次轉(zhuǎn)動(dòng)中,即必有某一時(shí)刻,內(nèi)外兩環(huán)中至少有兩對數(shù)字相同的滾珠相對。
例5 有一個(gè)生產(chǎn)天平上用的鐵盤的車間,由于工藝上的原因,只能控制盤的重量在指定的20克到20.1克之間?,F(xiàn)在需要重量相差不超過0.005克的兩只鐵盤來裝配一架天平,問:最少要生產(chǎn)多少個(gè)盤子,才能保證一定能從中挑出符合要求的兩只盤子?
解:把20~20.1克之間的盤子依重量分成20組:
第1組:從20.000克到20.005克;
第2組:從20.005克到20.010克;
……
第20組:從20.095克到20.100克。
這樣,只要有21個(gè)盤子,就一定可以從中找到兩個(gè)盤子屬于同一組,這2個(gè)盤子就符合要求。
例6 在圓周上放著100個(gè)籌碼,其中有41個(gè)紅的和59個(gè)藍(lán)的。那么總可以找到兩個(gè)紅籌碼,在它們之間剛好放有19個(gè)籌碼,為什么?
分析:此題需要研究“紅籌碼”的放置情況,因而涉及到“蘋果”的具體放置方法,由此我們可以在構(gòu)造抽屜時(shí),使每個(gè)抽屜中的相鄰“蘋果”之間有19個(gè)籌碼。
解:依順時(shí)針方向?qū)⒒I碼依次編上號碼:1,2,…,100。然后依照以下規(guī)律將100個(gè)籌碼分為20組:
(1,21,41,61,81);
(2,22,42,62,82);
……
(20,40,60,80,100)。
將41個(gè)紅籌碼看做蘋果,放入以上20個(gè)抽屜中,因?yàn)?1=2×20+1,所以至少有一個(gè)抽屜中有2+1=3(個(gè))蘋果,也就是說必有一組5個(gè)籌碼中有3個(gè)紅色籌碼,而每組的5個(gè)籌碼在圓周上可看做兩兩等距,且每2個(gè)相鄰籌碼之間都有19個(gè)籌碼,那么3個(gè)紅色籌碼中必有2個(gè)相鄰(這將在下一個(gè)內(nèi)容——第二抽屜原理中說明),即有2個(gè)紅色籌碼之間有19個(gè)籌碼。
下面我們來考慮另外一種情況:若把5個(gè)蘋果放到6個(gè)抽屜中,則必然有一個(gè)抽屜空著。這種情況一般可以表述為:
/ 7
第二抽屜原理:把(mn-1)個(gè)物體放入n個(gè)抽屜,其中必有一個(gè)抽屜中至多有(m-1)個(gè)物體。
例7 在例6中留有一個(gè)疑問,現(xiàn)改述如下:在圓周上放有5個(gè)籌碼,其中有3個(gè)是同色的,那么這3個(gè)同色的籌碼必有2個(gè)相鄰。
分析:將這個(gè)問題加以轉(zhuǎn)化:
如右圖,將同色的3個(gè)籌碼A,B,C置于圓周上,看是否能用另外2個(gè)籌碼將其隔開。
解:如圖,將同色的3個(gè)籌碼放置在圓周上,將每2個(gè)籌碼之間的間隔看做抽屜,將其余2個(gè)籌碼看做蘋果,將2個(gè)蘋果放入3個(gè)抽屜中,則必有1個(gè)抽屜中沒有蘋果,即有2個(gè)同色籌碼之間沒有其它籌碼,那么這2個(gè)籌碼必相鄰。
例8 甲、乙二人為一個(gè)正方形的12條棱涂紅和綠2種顏色。首先,甲任選3條棱并把它們涂上紅色;然后,乙任選另外3條棱并涂上綠色;接著甲將剩下的6條棱都涂上紅色。問:甲是否一定能將某一面的4條棱全部涂上紅色?
解:不能。
如右圖將12條棱分成四組:
第一組:{A1B1,B2B3,A3A4},第二組:{A2B2,B3B4,A4A1},第三組:{A3B3,B4B1,A1A2},第四組:{A4B4,B1B2,A2A3}。
無論甲第一次將哪3條棱涂紅,由抽屜原理知四組中必有一組的3條棱全未涂紅,而乙只要將這組中的3條棱涂綠,甲就無法將某一面的4條棱全部涂紅了。
下面我們討論抽屜原理的一個(gè)變形——平均值原理。
我們知道n個(gè)數(shù)a1,a2,…,an的和與n的商是a1,a2,…,an這n個(gè)數(shù)的平均值。平均值原理:如果n個(gè)數(shù)的平均值為a,那么其中至少有一個(gè)數(shù)不大于a,也至少有一個(gè)不小于a。
例9 圓周上有2000個(gè)點(diǎn),在其上任意地標(biāo)上0,1,2,…,1999(每一點(diǎn)只標(biāo)一個(gè)數(shù),不同的點(diǎn)標(biāo)上不同的數(shù))。求證:必然存在一點(diǎn),與它緊相鄰的兩個(gè)點(diǎn)和這點(diǎn)上所標(biāo)的三個(gè)數(shù)之和不小于2999。
解:設(shè)圓周上各點(diǎn)的值依次是a1,a2,…,a2000,則其和
a1+a2+…+a2000=0+1+2+…+1999=1999000。
下面考慮一切相鄰三數(shù)組之和:
(a1+a2+a3)+(a2+a3+a4)+…+(a1998+a1999+a2000)+(a1999+a2000+a1)+(a2000+a1+a2)
=3(a1+a2+…+a2000)
=3×1999000。
這2000組和中必至少有一組和大于或等于
但因每一個(gè)和都是整數(shù),故有一組相鄰三數(shù)之和不小于2999,亦即存在一個(gè)點(diǎn),與它緊相鄰的兩點(diǎn)和這點(diǎn)上所標(biāo)的三數(shù)之和不小于2999。
例10 一家旅館有90個(gè)房間,住有100名旅客,如果每次都恰有90名旅客同時(shí)回來,那么至少要準(zhǔn)備多少把鑰匙分給這100名旅客,才能使得每次客人回來時(shí),每個(gè)客人都能用自己分到的鑰匙打開一個(gè)房門住進(jìn)去,并且避免發(fā)生兩人同時(shí)住進(jìn)一個(gè)房間?
解:如果鑰匙數(shù)小于990,那么90個(gè)房間中至少有一個(gè)房間的鑰匙數(shù)少房間就打不開,因此90個(gè)人就無法按題述的條件住下來。
/ 7
另一方面,990把鑰匙已經(jīng)足夠了,這只要將90把不同的鑰匙分給90個(gè)人,而其余的10名旅客,每人各90把鑰匙(每個(gè)房間一把),那么任何90名旅客返回時(shí),都能按要求住進(jìn)房間。
最后,我們要指出,解決某些較復(fù)雜的問題時(shí),往往要多次反復(fù)地運(yùn)用抽屜原理,請看下面兩道例題。
例11 設(shè)有4×28的方格棋盤,將每一格涂上紅、藍(lán)、黃三種顏色中的任意一種。試證明:無論怎樣涂法,至少存在一個(gè)四角同色的長方形。
證明:我們先考察第一行中28個(gè)小方格涂色情況,用三種顏色涂28個(gè)小方格,由抽屜原理知,至少有10個(gè)小方格是同色的,不妨設(shè)其為紅色,還可設(shè)這10個(gè)小方格就在第一行的前10列。
下面考察第二、三、四行中前面10個(gè)小方格可能出現(xiàn)的涂色情況。這有兩種可能:
(1)這三行中,至少有一行,其前面10個(gè)小方格中,至少有2個(gè)小方格是涂有紅色的,那么這2個(gè)小方格和第一行中與其對應(yīng)的2個(gè)小方格,便是一個(gè)長方形的四個(gè)角,這個(gè)長方形就是一個(gè)四角同是紅色的長方形。
(2)這三行中每一行前面的10格中,都至多有一個(gè)紅色的小方格,不妨設(shè)它們分別出現(xiàn)在前三列中,那么其余的3×7個(gè)小方格便只能涂上黃、藍(lán)兩種顏色了。
我們先考慮這個(gè)3×7的長方形的第一行。根據(jù)抽屜原理,至少有4個(gè)小方格是涂上同一顏色的,不妨設(shè)其為藍(lán)色,且在第1至4列。
再考慮第二行的前四列,這時(shí)也有兩種可能:
(1)這4格中,至少有2格被涂上藍(lán)色,那么這2個(gè)涂上藍(lán)色的小方格和第一行中與其對應(yīng)的2個(gè)小方格便是一個(gè)長方形的四個(gè)角,這個(gè)長方形四角同是藍(lán)色。
(2)這4格中,至多有1格被涂上藍(lán)色,那么,至少有3格被涂上黃色。不妨設(shè)這3個(gè)小方格就在第二行的前面3格。
下面繼續(xù)考慮第三行前面3格的情況。用藍(lán)、黃兩色涂3個(gè)小方格,由抽屜原理知,至少有2個(gè)方格是同色的,無論是同為藍(lán)色或是同為黃色,都可以得到一個(gè)四角同色的長方形。
總之,對于各種可能的情況,都能找到一個(gè)四角同色的長方形。
例12 試卷上共有4道選擇題,每題有3個(gè)可供選擇的答案。一群學(xué)生參加考試,結(jié)果是對于其中任何3人,都有一道題目的答案互不相同。問:參加考試的學(xué)生最多有多少人?
解:設(shè)每題的三個(gè)選擇分別為a,b,c。
(1)若參加考試的學(xué)生有10人,則由第二抽屜原理知,第一題答案分別為a,b,c的三組學(xué)生中,必有一組不超過3人。去掉這組學(xué)生,在余下的學(xué)生中,定有7人對第一題的答案只有兩種。對于這7人關(guān)于第二題應(yīng)用第二抽屜原理知,其中必可選出5人,他們關(guān)于第二題的答案只有兩種可能。對于這5人關(guān)于第三題應(yīng)用第二抽屜原理知,可以選出4人,他們關(guān)于第三題的答案只有兩種可能。最后,對于這4人關(guān)于第四題應(yīng)用第二抽屜原理知,必可選出3人,他們關(guān)于第四題的答案也只有兩種。于是,對于這3人來說,沒有一道題目的答案是互不相同的,這不符合題目的要求。可見,所求的最多人數(shù)不超過9人。
另一方面,若9個(gè)人的答案如下表所示,則每3人都至少有一個(gè)問題的答案互不相同。
所以,所求的最多人數(shù)為9人。練習(xí)13
1.六(1)班有49名學(xué)生。數(shù)學(xué)王老師了解到在期中考試中該班英文成績除3人外均在86分以上后就說:“我可以斷定,本班同學(xué)至少有4人成績相同?!闭垎柾趵蠋熣f得對嗎?為什么?
2.現(xiàn)有64只乒乓球,18個(gè)乒乓球盒,每個(gè)盒子里最多可以放6只乒乓球,至少有幾個(gè)
/ 7
乒乓球盒子里的乒乓球數(shù)目相同?
3.某校初二年級學(xué)生身高的厘米數(shù)都為整數(shù),且都不大于160厘米,不小于150厘米。問:在至少多少個(gè)初二學(xué)生中一定能有4個(gè)人身高相同?
4.從1,2,…,100這100個(gè)數(shù)中任意選出51個(gè)數(shù),證明在這51個(gè)數(shù)中,一定:
(1)有兩個(gè)數(shù)的和為101;
(2)有一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的倍數(shù);
(3)有一個(gè)數(shù)或若干個(gè)數(shù)的和是51的倍數(shù)。
5.在3×7的方格表中,有11個(gè)白格,證明
(1)若僅含一個(gè)白格的列只有3列,則在其余的4列中每列都恰有兩個(gè)白格;
(2)只有一個(gè)白格的列只有3列。
6.某個(gè)委員會開了40次會議,每次會議有10人出席。已知任何兩個(gè)委員不會同時(shí)開兩次或更多的會議。問:這個(gè)委員會的人數(shù)能夠多于60人嗎?為什么?
7.一個(gè)車間有一條生產(chǎn)流水線,由5臺機(jī)器組成,只有每臺機(jī)器都開動(dòng)時(shí),這條流水線才能工作。總共有8個(gè)工人在這條流水線上工作。在每一個(gè)工作日內(nèi),這些工人中只有5名到場。為了保證生產(chǎn),要對這8名工人進(jìn)行培訓(xùn),每人學(xué)一種機(jī)器的操作方法稱為一輪。問:最少要進(jìn)行多少輪培訓(xùn),才能使任意5個(gè)工人上班而流水線總能工作?
8.有9名數(shù)學(xué)家,每人至多能講3種語言,每3人中至少有2人能通話。求證:在這9名中至少有3名用同一種語言通話。
練習(xí)13
1.對。解:因?yàn)?9-3=3×(100-86+1)+1,即46=3×15+1,也就是說,把從100分至86分的15個(gè)分?jǐn)?shù)當(dāng)做抽屜,49-3=46(人)的成績當(dāng)做物體,根據(jù)第二抽屜原理,至少有4人的分?jǐn)?shù)在同一抽屜中,即成績相同。
2.4個(gè)。解:18個(gè)乒乓球盒,每個(gè)盒子里至多可以放6只乒乓球。為使相同乒乓球個(gè)數(shù)的盒子盡可能少,可以這樣放:先把盒子分成6份,每份有18÷6=3(只),分別在每一份的3個(gè)盒子中放入1只、2只、3只、4只、5只、6只乒乓球,即3個(gè)盒子中放了1只乒乓球,3個(gè)盒中放了2只乒乓球……3個(gè)盒子中放了6只乒乓球。這樣,18個(gè)盒子中共放了乒乓球
(1+2+3+4+5+6)×3=63(只)。
把以上6種不同的放法當(dāng)做抽屜,這樣剩下64-63=1(只)乒乓球不管放入哪一個(gè)抽屜里的任何一個(gè)盒子里(除已放滿6只乒乓球的抽屜外),都將使該盒子中的乒乓球數(shù)增加1只,這時(shí)與比該抽屜每盒乒乓數(shù)多1的抽屜中的3個(gè)盒子里的乒乓球數(shù)相等。例如剩下的1只乒乓球放進(jìn)原來有2只乒乓球的一個(gè)盒子里,該盒乒乓球就成了3只,再加上原來裝有3只乒乓球的3個(gè)盒子,這樣就有4個(gè)盒子里裝有3個(gè)乒乓球。所以至少有4個(gè)乒乓球盒里的乒乓球數(shù)目相同。
3.34個(gè)。
解:把初二學(xué)生的身高厘米數(shù)作為抽屜,共有抽屜
160-150+1=11(個(gè))。
根據(jù)抽屜原理,要保證有4個(gè)人身高相同,至少要有初二學(xué)生
3×11+1=34(個(gè))。
4.證:(1)將100個(gè)數(shù)分成50組:
/ 7
{1,100},{2,99},…,{50,51}。
在選出的51個(gè)數(shù)中,必有兩數(shù)屬于同一組,這一組的兩數(shù)之和為101。
(2)將100個(gè)數(shù)分成10組:
{1,2,4,8,16,32,64}, {3,6,12,24,48,96},{5,10,20,40,80}, {7,14,28,56},{9,18,36,72}, {11,22,44,88},{13,26,52}, {15,30,60},…, {49,98}, {其余數(shù)}。
其中第10組中有41個(gè)數(shù)。在選出的51個(gè)數(shù)中,第10組的41個(gè)數(shù)全部選中,還有10個(gè)數(shù)從前9組中選,必有兩數(shù)屬于同一組,這一組中的任意兩個(gè)數(shù),一個(gè)是另一個(gè)的倍數(shù)。
(3)將選出的51個(gè)數(shù)排成一列:
a1,a2,a3,…,a51。
考慮下面的51個(gè)和:
a1,a1+a2,a1+a2+a3,…,a1+a2+a3+…+a51。
若這51個(gè)和中有一個(gè)是51的倍數(shù),則結(jié)論顯然成立;若這51個(gè)和中沒有一個(gè)是51的倍數(shù),則將它們除以51,余數(shù)只能是1,2,…,50中的一個(gè),故必然有兩個(gè)的余數(shù)是相同的,這兩個(gè)和的差是51的倍數(shù),而這個(gè)差顯然是這51個(gè)數(shù)(a1,a2,a3,…,a51)中的一個(gè)數(shù)或若干個(gè)數(shù)的和。
5.證:(1)在其余4列中如有一列含有3個(gè)白格,則剩下的5個(gè)白格要放入3列中,將3列表格看做3個(gè)抽屜,5個(gè)白格看做5個(gè)蘋果,根據(jù)第二抽屜原理,5(=2×3-1)個(gè)蘋果放入3個(gè)抽屜,則必有1個(gè)抽屜至多只有(2-1)個(gè)蘋果,即必有1列只含1個(gè)白格,也就是說除了原來3列只含一個(gè)白格外還有1列含1個(gè)白格,這與題設(shè)只有1個(gè)白格的列只有3列矛盾。所以不會有1列有3個(gè)白格,當(dāng)然也不能再有1列只有1個(gè)白格。推知其余4列每列恰好有2個(gè)白格。
(2)假設(shè)只含1個(gè)白格的列有2列,那么剩下的9個(gè)白格要放入5列中,而9=2×5-1,由第二抽屜原理知,必有1列至多只有2-1=1(個(gè))白格,與假設(shè)只有2列每列只1個(gè)白格矛盾。所以只有1個(gè)白格的列至少有3列。
6.能。
解:開會的“人次”有 40×10=400(人次)。設(shè)委員人數(shù)為N,將“人次”看做蘋果,以委員人數(shù)作為抽屜。
若N≤60,則由抽屜原理知至少有一個(gè)委員開了7次(或更多次)會。但由已知條件知沒有一個(gè)人與這位委員同開過兩次(或更多次)的會,故他所參加的每一次會的另外9個(gè)人是不相同的,從而至少有7×9=63(個(gè))委員,這與N≤60的假定矛盾。所以,N應(yīng)大于60。
7.20輪。
解:如果培訓(xùn)的總輪數(shù)少于20,那么在每一臺機(jī)器上可進(jìn)行工作的工人果這3個(gè)工人某一天都沒有到車間來,那么這臺機(jī)器就不能開動(dòng),整個(gè)流水線就不能工作。故培訓(xùn)的總輪數(shù)不能少于20。
另一方面,只要進(jìn)行20輪培訓(xùn)就夠了。對3名工人進(jìn)行全能性培訓(xùn),訓(xùn)練他們會開每一臺機(jī)器;而對其余5名工人,每人只培訓(xùn)一輪,讓他們每人能開動(dòng)一臺機(jī)器。這個(gè)方案實(shí)施后,不論哪5名工人上班,流水線總能工作。
8.證:以平面上9個(gè)點(diǎn)A1,A2,…,A9表示9個(gè)數(shù)學(xué)家,如果兩人能通話,就把表示他們的兩點(diǎn)聯(lián)線,并涂上一種顏色(不同的語言涂上不同顏色)。此時(shí)有兩種情況:
(1)9點(diǎn)中有任意2點(diǎn)都有聯(lián)線,并涂了相應(yīng)的顏色。于是從某一點(diǎn)A1出發(fā),分別與
/ 7
A2,A3,…,A9聯(lián)線,又據(jù)題意,每人至多能講3種語言,因此A1A2,A1A3,…,A1A9中至多只能涂3種不同的顏色,由抽屜原理知,這8條線段中至少有2條同色的線段。不妨設(shè)A1A2與A1A3是同色線段,因此A1,A2,A3這3點(diǎn)表示的3名數(shù)學(xué)家可用同一種語言通話。
(2)9點(diǎn)中至少有2點(diǎn)不聯(lián)線,不妨設(shè)是A1與A2不聯(lián)線。由于每3人中至少有兩人能通話,因此從A1與A2出發(fā)至少有7條聯(lián)線。再由抽屜原理知,其中必有4條聯(lián)線從A1或A2 出發(fā)。不妨設(shè)從A1出發(fā),又因A1至多能講3種語言,所以這4條聯(lián)線中,至少有2條聯(lián)線是同色的。若A1A3與A1A4同色,則A1,A3,A4這3點(diǎn)表示的3名數(shù)學(xué)家可用同一種語言通話。
/ 7
第三篇:抽屜原理
《抽屜原理》教學(xué)設(shè)計(jì)
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(shí)際有關(guān)“存在”問題;通過猜測、驗(yàn)證、觀察、分析等數(shù)學(xué)活動(dòng),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(shí)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(diǎn):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(diǎn):理解“抽屜原理”,并對一些簡單實(shí)際問題加以“模型化”。
教學(xué)過程
一、游戲引入
3個(gè)人坐兩個(gè)座位,3人都要坐下,一定有一個(gè)座位上至少坐了2個(gè)人。
這其中蘊(yùn)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(gè)文具盒里,不管怎么放,總有一個(gè)文具盒里至少放進(jìn)()枝鉛筆先猜一猜,再動(dòng)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(gè)文具盒里至少放進(jìn)2枝鉛筆??傆惺鞘裁匆馑迹恐辽偈鞘裁匆馑?/p>
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(gè)位子,總有一個(gè)座位上至少坐了2個(gè)人2、4枝鉛筆放進(jìn)3個(gè)文具盒中,總有一個(gè)文具盒中至少放了2枝鉛筆5枝鉛筆放進(jìn)4個(gè)文具盒中,6枝鉛筆放進(jìn)5個(gè)文具盒中。99支鉛筆放進(jìn)98個(gè)文具盒中。是否都有一個(gè)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(gè)文具盒里,總有一個(gè)文具盒至少放進(jìn)幾枝鉛筆?把7枝筆放進(jìn)2個(gè)文具盒里呢? 8枝筆放進(jìn)2個(gè)文具盒呢? 9枝筆放進(jìn)3個(gè)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(gè)鴿舍,至少有幾只鴿子要飛進(jìn)同一個(gè)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(yùn)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(gè)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(gè)籠子里,至少有多少只兔子要關(guān)在同一個(gè)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(gè)班的學(xué)生去春游,自由活時(shí)有6個(gè)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)
第四篇:抽屜原理
抽屜原理
【知識要點(diǎn)】
抽屜原理又稱鴿巢原理,它是組合數(shù)學(xué)的一個(gè)基本原理,最先是由德國數(shù)學(xué)家狹利克雷明確地提出來的,因此,也稱為狹利克雷原理。
把3個(gè)蘋果放進(jìn)2個(gè)抽屜里,一定有一個(gè)抽屜里放了2個(gè)或2個(gè)以上的蘋果。這個(gè)人人皆知的常識就是抽屜原理在日常生活中的體現(xiàn)。用它可以解決一些相當(dāng)復(fù)雜甚至無從下手的問題。
原理1:把n+1個(gè)元素分成n類,不管怎么分,則一定有一類中有2個(gè)或2個(gè)以上的元素。
原理2:把m個(gè)元素任意放入n(n<m)個(gè)集合,則一定有一個(gè)集合呈至少要有k個(gè)元素。
其中 k= 商(當(dāng)n能整除m時(shí))
商+1(當(dāng)n不能整除m時(shí))
原理3:把無窮多個(gè)元素放入有限個(gè)集合里,則一定有一個(gè)集合里含有無窮多個(gè)元素?!窘忸}步驟】
第一步:分析題意。分清什么是“東西”,什么是“抽屜”,也就是什么作“東西”,什么可作“抽屜”。
第二步:制造抽屜。這個(gè)是關(guān)鍵的一步,這一步就是如何設(shè)計(jì)抽屜。根據(jù)題目條件和結(jié)論,結(jié)合有關(guān)的數(shù)學(xué)知識,抓住最基本的數(shù)量關(guān)系,設(shè)計(jì)和確定解決問題所需的抽屜及其個(gè)數(shù),為使用抽屜鋪平道路。
第三步:運(yùn)用抽屜原理。觀察題設(shè)條件,結(jié)合第二步,恰當(dāng)應(yīng)用各個(gè)原則或綜合運(yùn)用幾個(gè)原則,以求問題之解決。【例題講解】
例
1、教室里有5名學(xué)生正在做作業(yè),今天只有數(shù)學(xué)、英語、語文、地理四科作業(yè)
求證:這5名學(xué)生中,至少有兩個(gè)人在做同一科作業(yè)。證明:將5名學(xué)生看作5個(gè)蘋果 將數(shù)學(xué)、英語、語文、地理作業(yè)各看成一個(gè)抽屜,共4個(gè)抽屜 由抽屜原理1,一定存在一個(gè)抽屜,在這個(gè)抽屜里至少有2個(gè)蘋果。即至少有兩名學(xué)生在做同一科的作業(yè)。
例
2、木箱里裝有紅色球3個(gè)、黃色球5個(gè)、藍(lán)色球7個(gè),若蒙眼去摸,為保證取出的球中有兩個(gè)球的顏色相同,則最少要取出多少個(gè)球? 解:把3種顏色看作3個(gè)抽屜
若要符合題意,則小球的數(shù)目必須大于3 大于3的最小數(shù)字是4 故至少取出4個(gè)小球才能符合要求 答:最少要取出4個(gè)球。
例
3、班上有50名學(xué)生,將書分給大家,至少要拿多少本,才能保證至少有一個(gè)學(xué)生能得到兩本或兩本以上的書。
解:把50名學(xué)生看作50個(gè)抽屜,把書看成蘋果 根據(jù)原理1,書的數(shù)目要比學(xué)生的人數(shù)多 即書至少需要50+1=51本 答:最少需要51本。
例
4、在一條長100米的小路一旁植樹101棵,不管怎樣種,總有兩棵樹的距離不超過1米。
解:把這條小路分成每段1米長,共100段
每段看作是一個(gè)抽屜,共100個(gè)抽屜,把101棵樹看作是101個(gè)蘋果 于是101個(gè)蘋果放入100個(gè)抽屜中,至少有一個(gè)抽屜中有兩個(gè)蘋果 即至少有一段有兩棵或兩棵以上的樹
例5、11名學(xué)生到老師家借書,老師是書房中有A、B、C、D四類書,每名學(xué)生最多可借兩本不同類的書,最少借一本 試證明:必有兩個(gè)學(xué)生所借的書的類型相同
證明:若學(xué)生只借一本書,則不同的類型有A、B、C、D四種
若學(xué)生借兩本不同類型的書,則不同的類型有AB、AC、AD、BC、BD、CD六種 共有10種類型
把這10種類型看作10個(gè)“抽屜” 把11個(gè)學(xué)生看作11個(gè)“蘋果”
如果誰借哪種類型的書,就進(jìn)入哪個(gè)抽屜
由抽屜原理,至少有兩個(gè)學(xué)生,他們所借的書的類型相同
例
6、有50名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行某個(gè)項(xiàng)目的單循環(huán)賽,如果沒有平局,也沒有全勝 試證明:一定有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)員積分相同 證明:設(shè)每勝一局得一分
由于沒有平局,也沒有全勝,則得分情況只有1、2、3……49,只有49種可能 以這49種可能得分的情況為49個(gè)抽屜 現(xiàn)有50名運(yùn)動(dòng)員得分 則一定有兩名運(yùn)動(dòng)員得分相同
例
7、體育用品倉庫里有許多足球、排球和籃球,某班50名同學(xué)來倉庫拿球,規(guī)定每個(gè)人至少拿1個(gè)球,至多拿2個(gè)球,問至少有幾名同學(xué)所拿的球種類是一致的?
解:根據(jù)規(guī)定,同學(xué)拿球的配組方式共有以下9種:
{足}{排}{藍(lán)}{足足}{排排}{藍(lán)藍(lán)}{足排}{足藍(lán)}{排藍(lán)} 以這9種配組方式制造9個(gè)抽屜 將這50個(gè)同學(xué)看作蘋果
50÷9=5.……5
由抽屜原理2:k=商+1可得,至少有6人,他們所拿的球類是完全一致的
第五篇:抽屜原理
抽屜原理
一、起源
抽屜原理最先是由19 世紀(jì)的德國數(shù)學(xué)家迪里赫萊(Dirichlet)運(yùn)用于解決數(shù)學(xué)問題的,所以又稱“迪里赫萊原理”,也有稱“鴿巢原理”的.這個(gè)原理可以簡單地?cái)⑹鰹椤鞍?0個(gè)蘋果,任意分放在9 個(gè)抽屜里,則至少有一個(gè)抽屜里含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的蘋果”.這個(gè)道理是非常明顯的,但應(yīng)用它卻可以解決許多有趣的問題,并且常常得到一些令人驚異的結(jié)果.抽屜原理是國際國內(nèi)各級各類數(shù)學(xué)競賽中的重要內(nèi)容,本講就來學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識及其應(yīng)用.二、抽屜原理的基本形式
定理1,如果把n+1 個(gè)元素分成n 個(gè)集合,那么不管怎么分,都存在一個(gè)集合,其中至少有兩個(gè)元素.證明:(用反證法)若不存在至少有兩個(gè)元素的集合,則每個(gè)集合至多1 個(gè)元素,從而n 個(gè)集合至多有n 個(gè)元素,此與共有n+1 個(gè)元素矛盾,故命題成立.在定理1 的敘述中,可以把“元素”改為“物件”,把“集合”改成“抽屜”,抽屜原理正是由此得名.同樣,可以把“元素”改成“鴿子”,把“分成n 個(gè)集合”改成“飛進(jìn)n 個(gè)鴿籠中”.“鴿籠原理”由此得名.解答抽屜原理的關(guān)鍵:
假設(shè)有3 個(gè)蘋果放入2 個(gè)抽屜中,則必然有一個(gè)抽屜中有2 個(gè)蘋果,她的一般模型可以表述為:
第一抽屜原理:把(mn+1)個(gè)物體放入n 個(gè)抽屜中,其中必有一個(gè)抽屜中至少有(m+1)個(gè)物體。
若把3 個(gè)蘋果放入4 個(gè)抽屜中,則必然有一個(gè)抽屜空著,她的一般模型可以表述為:
第二抽屜原理:把(mn-1)個(gè)物體放入n 個(gè)抽屜中,其中必有一個(gè)抽屜中至多有(m—1)個(gè)物體。
抽屜原理一
把4 只蘋果放到3 個(gè)抽屜里去,共有4 種放法,不論如何放,必有一個(gè)抽屜里至少放進(jìn)兩個(gè)蘋果。
同樣,把5 只蘋果放到4 個(gè)抽屜里去,必有一個(gè)抽屜里至少放進(jìn)兩個(gè)蘋果。
更進(jìn)一步,我們能夠得出這樣的結(jié)論:把n+1 只蘋果放到n 個(gè)抽屜里去,那么必定有一個(gè)抽屜里至少放進(jìn)兩個(gè)蘋果。這個(gè)結(jié)論,通常被稱為抽屜原理。
利用抽屜原理,可以說明(證明)許多有趣的現(xiàn)象或結(jié)論。不過,抽屜原理不是拿來就能用的,關(guān)鍵是要應(yīng)用所 學(xué)的數(shù)學(xué)知識去尋找“抽屜”,制造“抽屜”,弄清應(yīng)當(dāng)把什么看作“抽屜”,把什么看作“蘋果”。
抽屜原理二
這里我們講抽屜原理的另一種情況。先看一個(gè)例子:如果將13 只鴿子放進(jìn)6 只鴿籠里,那么至少有一只籠子要放3 只或更多的鴿子。道理很簡單。如果每只鴿籠里只放2 只鴿子,6 只鴿籠共放12 只鴿子。剩下的一只鴿子無論放入哪 只鴿籠里,總有一只鴿籠放了3 只鴿子。這個(gè)例子所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想,就是下面的抽屜原理2。
抽屜原理2:將多于m×n 件的物品任意放到n 個(gè)抽屜中,那么至少有一個(gè)抽屜中的物品的件數(shù)不少于m+1。
說明這一原理是不難的。假定這n 個(gè)抽屜中,每一個(gè)抽屜內(nèi)的物品都不到(m+1)件,即每個(gè)抽屜里的物品都不多于m 件,這樣,n 個(gè)抽屜中可放物品的總數(shù)就不會超過m×n 件。這與多于m×n 件物品的假設(shè)相矛盾。這說明一開始的假定不能成立。所以至少有一個(gè)抽屜中物品的件數(shù)不少于m+1。從最不利原則也可以說明抽屜原理2。為了使抽屜中的物品不少于(m+1)件,最不利的情況就是n 個(gè)抽屜中每 個(gè)都放入m 件物品,共放入(m×n)件物品,此時(shí)再放入1 件物品,無論放入哪個(gè)抽屜,都至少有一個(gè)抽屜不少于(m +1)件物品。這就說明了抽屜原理2。
不難看出,當(dāng)m=1 時(shí),抽屜原理2 就轉(zhuǎn)化為抽屜原理1。即抽屜原理2 是抽屜原理1 的推廣。我們很容易理解這樣一個(gè)事實(shí):把3 只蘋果放到兩個(gè)抽屜中,肯定有一個(gè)抽屜中有2 只或2 只以上的蘋果。用數(shù)學(xué)語言表達(dá)這一事實(shí),就是:將n+1 個(gè)元素放入n 個(gè)集合內(nèi),則一定有一個(gè)集合內(nèi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的元素(n 為正整數(shù))。
這就是抽屜原理,也稱為“鴿籠(巢)”原理。這一原理最先是由德國數(shù)學(xué)家狄里克雷明確提出來的,因此,稱之為狄 里克雷原理。
抽屜原理還有另外的常用形式:
抽屜原理2:把m 個(gè)元素任意放入n(n < m)個(gè)集合里,則一定有一個(gè)集合里至少有k 個(gè)元素,其中:
抽屜原理3:把無窮多個(gè)元素放入有限個(gè)集合里,則一定有一個(gè)集合里含有無窮多個(gè)元素。
抽屜原理又叫重疊原則,抽屜原則有如下幾種情形。
抽屜原則①:把n+1 件東西任意放入n 只抽屜里,那么至少有一個(gè)抽屜里有兩件東西。
抽屜原則②:把m 件東西放入n 個(gè)抽屜里,那么至少有一個(gè)抽屜里至少有[m/n]件東西。
抽屜原則③:如果有無窮件東西,把它們放在有限多個(gè)抽屜里,那么至少有一個(gè)抽屜里含無窮件東西。利用抽屜原則解題時(shí),其關(guān)鍵是如何利用題中已知條件構(gòu)造出與題設(shè)密切相關(guān)的“抽屜”。