• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 3.1.第一抽屉原理
  • 3.2.第二抽屉原理
  • 4.应用举例
  • 4.1.构造抽屉方法
  • 4.2.最差原则
  • 4.3.证明
  • 5.表现形式
  • 6.一般表述
  • 7.趣闻介绍
  • 8.参考资料

抽屉原理

数学定理

桌上有十个苹果,要把这十个苹果放到九个抽屉里,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苹果。这一现象就是我们所说的“抽屉原理”。 抽屉原理的一般含义为:“如果每个抽屉代表一个集合,每一个苹果就可以代表一个元素,假如有n+1个元素放到n个集合中去,其中必定有一个集合里至少有两个元素。” 抽屉原理有时也被称为鸽巢原理。它是组合数学中一个重要的原理1

基本信息

  • 中文名

    抽屉原理

  • 外文名

    Pigeonhole principle

  • 提出者

    狄利克雷

  • 提出时间

    1834年

  • 应用学科

    数学

  • 适用领域范围

    组合数学2

  • 别称

    鸽巢原理重叠原理狄利克雷抽屉原理

基础定义

第一抽屉原理

原理1: 把多于n+1个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里的东西不少于两件。

抽屉原理

证明(反证法):如果每个抽屉至多只能放进一个物体,那么物体的总数至多是n×1,而不是题设的n+k(k≥1),故不可能。

原理2:把多于mn(m乘n)+1(n不为0)个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有不少于(m+1)的物体。

证明(反证法):若每个抽屉至多放进m个物体,那么n个抽屉至多放进mn个物体,与题设不符,故不可能。

原理3:把无穷多件物体放入n个抽屉,则至少有一个抽屉里 有无穷个物体。

原理1 、2 、3都是第一抽屉原理的表述。

第二抽屉原理

把(mn-1)个物体放入n个抽屉中,其中必有一个抽屉中至少有(m—1)个物体(例如,将3×5-1=14个物体放入5个抽屉中,则必定有一个抽屉中的物体数少于等于3-1=2)。

应用举例

构造抽屉方法

运用抽屉原理的核心是分析清楚问题中,哪个是物件,哪个是抽屉。例如,属相是有12个,那么任意37个人中,至少有几个人属相相同呢?这时将属相看成12个抽屉,则一个抽屉中有 37/12,即3余1,余数不考虑,而向上考虑取整数,所以这里是3+1=4个人,但这里需要注意的是,前面的余数1和这里加上的1是不一样的。

因此,在问题中,较多的一方就是物件,较少的一方就是抽屉,比如上述问题中的属相12个,就是对应抽屉,37个人就是对应物件,因为37相对12多。

最差原则

最差原则,即考虑所有可能情况中,最不利于某件事情发生的情况。

例如,有300人到招聘会求职,其中软件设计有100人,市场营销有80人,财务管理有70人,人力资源管理有50人。那么至少有多少人找到工作才能保证一定有70人找的工作专业相同呢?

此时我们考虑的最差情况为:软件设计、市场营销和财务管理各录取69人,人力资源管理的50人全部录取,则此时再录取1人就能保证有70人找到的工作专业相同。因此至少需要69*3+50+1=258人。