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小学奥数:抽屉原理应用

 数数数据库 2019-05-28
小学奥数:抽屉原理应用---利用最不利原则,巧解奥数题目

专题简析:

经典抽屉原理是:桌上有10个球,要把这10个球放到九个抽屉里,无论怎样放,我们会发现至少会有一个抽屉里面至少放两个球。这一现象就是我们所说的'抽屉原理'。

今天讲的是经典抽屉问题的变形。比如:一个盒子里有20件衬衫,其中3件是蓝的,8件是灰的,9件是红的,则应从中随意取出多少件才能保证有5件是同颜色的?

【错解】如果用抽屉原理公式n个抽屉,kn + 1个球,则至少有一个抽屉中有k + 1个球,

此题中,n=3,k=4,则3×4+1=13件。答案是错误的。

该情况下经典抽屉原理不再适用,由于蓝色的衬衫只有3件,而题目中要求有5件是同色的,导致3件蓝色衬衫都被抽取出这一最差情况的存在,所以应该应用本讲的最不利原则。

定义:考虑所有可能情况中,最不利于某件事情发生的情况。

刚才的问题:一个盒子里有20件衬衫,其中3件是蓝的,8件是灰的,9件是红的,则应从中随意取出多少件才能保证有5件是同颜色的?

考虑最差的情况,连续抽取过程中抽取出3件蓝色,4件灰色,4件红色,此时在取一件,无论是灰色还是红色,都会形成5件颜色相同, 故应取3+4+4+1=12件。

题型特征:至少……才能保证……

解题绝招:最不利原则三步走:1,保证什么。2,最坏怎样。3,再加一

小学奥数:抽屉原理应用---利用最不利原则,巧解奥数题目

经典例题

例1

一个不透明的袋子中装有大小、手感均相同的四种颜色的小球.其中红球12个,黄球7个,绿球9个,蓝球5个.闭着眼睛从袋子里取小球.

(1)至少取出________个小球,才能保证取出的球中有3个相同颜色的小球;

(2)至少取出________个小球,才能保证取出的球中四种颜色的小球都有;

(3)至少取出________个小球,才能保证取出的球中有三种不同颜色的小球,且这三种颜色的小球至少各有3个.

「思路分析」题目中出现了“至少……保证……”的句式,所以应用最不利原则即考虑最差情况:

(1)最差情况是四种颜色的小球先各取到2个,接下来再取1个,无论何种颜色,均能凑出某颜色的3个小球.综合算式2×4+1=9个;

(2)最差情况是先取完数量较多的三种颜色的小球即12个红球、9个绿球、7个黄球,之后再取1个球,就能凑齐四种颜色的小球.综合算式12+9+7+1=29个;

(3)最差情况是先取完数量较多的两种颜色的小球即12个红球、9个绿球,接下来黄球和蓝球都只取到2个,之后再取1个,无论何种颜色,都会凑出三种颜色至少各3个小球.综合算式12+9+2×2+1=26个.

「答案」(1)9;(2)29;(3)26.

小学奥数:抽屉原理应用---利用最不利原则,巧解奥数题目

例2

一个不透明的袋子中装有红、黄、蓝、白、黑五种颜色的袜子(不分左右)各20只.

(1)至少取出________只袜子,才能保证其中有一双袜子(两只同色的袜子即为一双);

(2)至少取出________只袜子,才能保证其中有两双同颜色的袜子;

(3)至少取出________只袜子,才能保证其中有两双不同颜色的袜子.

「思路分析」袜子的特殊性在于“一双”相当于“2只”同色的袜子,而问题往往是以“双”为单位的,所以要把“双”转化为“只”去考虑.当然也可以建立“半双”的概念.

(1)问题相当于保证有2只同色的袜子.最不利情况是每种颜色都取到1只,之后再取1只,无论何种颜色,都能凑出一双袜子.综合算式1×5+1=6只;

(2)问题相当于保证有某种颜色的袜子至少有4只.最不利情况是每种颜色都取到3只,之后再取1只,无论何种颜色,都能凑合两双同颜色的袜子.综合算式3×5+1=16只;.

(3)问题相当于保证有两种不同颜色的袜子.这两种颜色的袜子至少各2只.最不利情况是将某种颜色的袜子取完,接下来其它四种颜色的袜子各取1只,之后再取1只,无论何种颜色,都会出现第二种颜色达到至少2只.综合算式20+1×4+1=25只.

「答案」(1)6;(2)16;(3)25.

小学奥数:抽屉原理应用---利用最不利原则,巧解奥数题目

练习题:

1.一个不透明的袋子中装有大小、手感均相同的五种颜色的小球.其中红球10个,黄球8个,绿球5个,蓝球13个,黑球7个.闭着眼睛从袋子里取小球.

(1)至少取出________个小球,才能保证取出的球中有5个相同颜色的小球;

(2)至少取出________个小球,才能保证取出的球中五种颜色的小球都有;

(3)至少取出________个小球,才能保证取出的球中有四种不同颜色的小球,且这四种颜色的小球至少各有4个.

「答案」(1)26;(2)39;(3)38.

2.不透明的盒子中放有红色、绿色、黑色的筷子各5双.

(1)至少取出________根筷子,才能保证其中有一双筷子(两根同色的筷子即为一双);

(2)至少取出________根筷子,才能保证其中有两双同颜色的筷子;

(3)至少取出________根筷子,才能保证其中有两双不同颜色的筷子.

「答案」(1)4;(2)10;(3)13.

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