设 ( ),则 ( ),从而
这与 的假设矛盾,所以必有正整数 ,使得 .
抽屉原理的一般形式的语言表述:如果 ( )只鸽子飞进 个笼子,则必有一个笼子,该笼子里至少有 只鸽子.
(3) 抽屉原理的加强形式
设 是有限集, 都是正整数.如果 , ( ),且 ,则必有正整数 ,使得 .
证明 若不然, ( ),此时
这与 矛盾,所以必有正整数 ,使得 .
(4) 抽屉原理的无限形式
把无穷多件物体放进 个抽屉,则至少有一个抽屉里有无穷个物体.
证明(反证法) 假设 个抽屉中放进物体的个数是有限个,则 个有限数相加所得数必是有限数,这与题设相矛盾,故假设不成立.
2.3 抽屉原理的解题特征与关键
抽屉原理的解题特征:题目中含有可以构造抽屉的元素,根据元素特征构造抽屉,把元素放入抽屉,运用抽屉原理解题.
运用抽屉原理解题的关键是:构造抽屉,然后利用抽屉原理解决问题.
2.4 运用抽屉原理解题的四种常见题型
(1) 直接运用原理 题目中已知的条件符合抽屉原理中的要求,可以直接应用原理解决问题.
(2) 逆用原理 题目中已知的条件符合抽屉原理的结论,题目中缺少应用抽屉原理的条件,然后求解符合应用抽屉原理的条件的题型.
(3) 构造抽屉运用原理 题目中已知的条件于抽屉原理需要的条件没有必然的关系,然后根据题目中的条件构造抽屉,将元素放入抽屉中,最后应用抽屉原理解决问题的题型.
(4) 多次顺用原理 题目中的已知条件符合运用抽屉原理的条件,但是运用一次抽屉原理不能解决题目中的问题,要多次运用抽屉原理才能解决题目中的问题的题型.
3 抽屉的构造方法
抽屉的构造方法大致可以归结为两大类:一类是用利用整除性质构造抽屉,一类是用几何元素构造抽屉.其实质是对对象进行恰当的分类,根据题目要证明的结论选取抽屉,抽屉选的好,选的巧,可以得出非常漂亮的结果.源'自:751`!论~文'网www.751com.cn
3.1 利用整除性质
(1) 利用整数构造抽屉
对于说明处理形如“不大于 的 个正整数中,其中必有两个正整数相等”这类问题,可以把不大于 的正整数这个整体部分看作成一个抽屉.
例1 某地 年共出生 人,试证明:这 人中至少有 人是同日生.
证明 年共 天,把每一天视为一个抽屉,根据抽屉原理,必有一天中至少有
两名婴儿出生,即他们的生日相同.
说明 本题利用整数来构造抽屉,把一年中的每一天视为一个抽屉.
(2) 利用余数构造抽屉
用余数构造抽屉就是一个整数被 元素除的余数只有 这 种可能.如果有多于 个数,则一定有两个数关于 同余,而这两个数的差一定能被 整除.利用关于 的同余数作抽屉,把所要讨论的整数放进各个同余数的抽屉里.
例2 任取 个自然数,其中必有两个数的差是 的倍数.
分析 一般地,任给 ( )个自然数,其中必有两个数的差是 的倍数.本题利用余数来构造抽屉.
证明 任意一个自然数被 除的余数只能是 三种,根据所得余数,可以把有的自然数分成三类:{余数为 的自然数},{余数为 的自然数},{余数为 的自然数},把他们看做三个抽屉,余数相同的自然数在一个抽屉里.