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组合数学鸽巢原理例题

那么,他在第一周里只做了7题,与每周做满12题假设 矛盾。 所以,存在连续的若干天,他恰好做了22题。
设a1,a2,…,an是1,…,n的一个排列,证明,当n是奇数 时,(a1-1)(a2-2)…(an-n)是一偶数。
证明:只须证明上述因子中有一个是偶数即可。因 为只要有一个因子是偶数,则积必为偶数。 n是奇数时,1~n中有(n+1)/2个奇数, (n-1)/2个偶 数。 从而,a1,a3,…,an中至少有一个是奇数,设为a2i+1 这样以来,(a2i+1-(2i+1))为偶数。 乘积为偶数。证毕。
思考题
1. 2. 一个1*1的方格里任选5个点,则必存在两点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ其 距离<√2/2. 空间直角坐标系中,我们把(x,y,z)坐标均为整数 的点简称为格点,证明,任意9个格点中,必存 在两点,其连线的中点亦是格点。 设西工大在北京的办事处有90间房间。每次总 是有100人中的90人到那里出差,试设计一种配 钥匙方案,保证这100人中的任意90人到北京出 差时,至少有一间房间可让其使用。试问在这 一方案下,共配了多少把钥匙?
证明:构造数列:S1=a1, S2=a1+a2, …, Sn=a1+a2+…+an; 若某个Si已经可被m整除,则得证。 设不存在被整除的情况,则每个Si模m的余数ri满足: 1≤ri ≤m-1。 这样的ri共有m个。 根据鸽巢原理,存在i<j,但ri=rj。即Si与Sj同余。 从而有: Sj-Si=km=ai+1+ai+2+…+aj. 得证。
证明:在1~200中可选取100个数它 们中任何两个数互素。并证明所选 的100个数中的最小数不小于16。
显然,当选出的数为101时,可用鸽巢原理证 明,必存在两个数是倍数(或整除)关系。 本题证明参见《辅导》P301,7.7题
证明:任给m个正整数a1, a2, … , am, 必存在连续的若干项,其和是m的倍 数(能被m整除)。
3.
续:22题的情况
• • 若存在某一周没有做满12题,则a77+22<154,使得这154 个数最多到153,从而仍有aj=ai+22; 若每周都做满12题,那么a1,a2,…,a77, a1+22, a2+22, …,a77+22这154个数恰在1~154之间。

• •
若不存在i,j使得aj=ai+22,则它们取值遍历1,2,…,154。 即有a1=1,a2=2,…,a22=22。
一人以11周时间准备考试,他决定每天至少做一道 题,但每周不多于12题。证明:存在连续的若干天, 在这些天时他恰好做了21题。改为更少的题数如何? 改为22题如何? 令ai表示从第一天到第i天所做的题数之和。因为每 天至少做一题,有:a1<a2<…<a77<=12*11=132。 考虑序列:a1+21,a2+21,…,a77+21(<=153). 两个序列共有154个数,而ai≠aj(当i≠j时), 同理, ai+21≠aj+21(当i≠j时), 所以,必有某个aj=ai+21,即从第i+1天到第j天共做 了21题。 原命题改为小于21题,显然是成立的。
鸽巢原理例题
证明[1,2n]中任意n+1个不同的数中 至少有一对数互质
设这n+1数为a1<a2<…<an+1,令bi=ai+1 (i=1,2,…,n)。显然,b1<b2<…<bn<=2n, a1,…,an+1,b1,…,bn这2n+1个数中必有二数相 等,即存在bi与ai+1相等,而bi=ai+1,而ai与 ai+1(即ai+1)是互质的。
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