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六年级下册 · 数学广角 · 鸽巢问题

鸽巢问题

拓展·选学:旧版教材内容,新版教材已删。

4 支铅笔放进 3 个笔筒,不管怎么放,最多的笔筒里至少有几支?

把 4 支铅笔放进 3 个笔筒里。哪怕我们拼命想让每个笔筒里的铅笔尽量少(先往每个笔筒各放 1 支),剩下的第 4 支放进去后,最多的那个笔筒里至少有几支铅笔?

先各放 1 支,第 4 支放进任一笔筒 → 最多的笔筒至少几支?

对!用假设法(先平均分)想最清楚:4 ÷ 3 = 1(支)……1(支)。先把 3 支平均分给 3 个笔筒,剩下的 1 支无论放进哪个笔筒,那个笔筒里就一定有 1 + 1 = 2(支)!

1. 鸽巢分装器:先平均分,再看余数往哪放

选择待分物品数(鸽子)和抽屉数(鸽巢),观察把它们尽量平均分后,“至少数”是怎么算出来的:

自己试试

7 只鸽子飞回 3 个鸽笼,不管怎么飞,总有一个鸽笼里至少飞进了多少只鸽子?

7 ÷ 3 = 2(只)……1(只),2 + 1 = 3(只)。注意:如果有余数,至少数 = 商 + 1,不是商加余数!

2. 摸球问题:用“最不利原则”找保证数

盒子里有红球 4 个、蓝球 4 个。闭上眼睛摸球,至少摸出几个,才能保证一定有 2 个同色球?
· 分清谁是“鸽巢”:这里的颜色种类(红、蓝 2 种颜色)就是 2 个鸽巢,摸出来的球是待分物品。
· 想最倒霉的情况(最不利原则):前 2 次运气最差,正好摸出 1 红 1 蓝(每种颜色各 1 个);再摸第 3 个球,无论红蓝,都一定能凑成 2 个同色!所以至少摸 2 + 1 = 3(个)。

自己试试

袋子里有红、黄、蓝 3 种颜色的袜子各 5 只。闭着眼睛往外拿,至少拿出几只,才能保证一定有 2 只同色的袜子?

3 种颜色相当于 3 个鸽巢,最差情况先拿 3 只各不同色,第 4 只一定配成同色:3 + 1 = 4(只)。

鸽巢问题用“物体数 ÷ 抽屉数”来算:如果有余数,不管余数是几,把余下的再平均分,总有一个抽屉至少放“商 + 1”个;如果正好整除,至少放“商”个。

两个容易错的地方

✗ 把“商 + 余数”当成至少数算 8 只鸽子飞进 3 个鸽笼:8 ÷ 3 = 2……2,错写成 2 + 2 = 4(只)。
✓ 余下的也要继续平均分:商 + 1余下的 2 只鸽子可以分别飞进 2 个不同的鸽笼,每个鸽笼只多 1 只,所以是 2 + 1 = 3(只)!
✗ 摸球时拿总球数加 1看到每种颜色有 5 个球,就拿 5 + 1 = 6。
✓ 颜色种数才是“鸽巢数”要保证有 2 个同色球,只看有几种颜色:颜色种数 + 1。

直接用

1. 5 只鸽子飞进 4 个鸽笼,总有一个鸽笼至少飞进了多少只鸽子?

5 ÷ 4 = 1(只)……1(只),1 + 1 = 2(只)。

2. 把 9 本课外书放进 4 个抽屉里,不管怎么放,总有一个抽屉里至少放了多少本书?

9 ÷ 4 = 2(本)……1(本),2 + 1 = 3(本)。

3. 六(1)班有 37 名同学。一年有 12 个月,班里至少有多少名同学是在同一个月出生的?

把 12 个月看作 12 个鸽巢:37 ÷ 12 = 3(名)……1(名),3 + 1 = 4(名)。

容易错

4. 8 只鸽子飞回 3 个鸽笼,总有一个鸽笼里至少飞进了多少只鸽子?(小心:余下的 2 只鸽子还会挤进同一个笼子吗?)

8 ÷ 3 = 2(只)……2(只),余下的 2 只分别飞进 2 个笼子,至少数 = 2 + 1 = 3(只)。

5. 盒子里有同样大小的红球 6 个、蓝球 6 个。要想保证摸出的球里一定有 2 个同色的,至少要摸出几个球?

2 种颜色看作 2 个抽屉,2 + 1 = 3(个)。

想一想

6. 口袋里有红、黄、蓝 3 种颜色的小球各 10 个。闭上眼睛摸,至少要摸出多少个球,才能保证一定有 3 个球颜色相同?

最不利情况:3 种颜色每种先摸出 2 个,共 3 × 2 = 6(个);再摸第 7 个一定凑成 3 个同色,6 + 1 = 7(个)。

7. 一副扑克牌去掉大小王后还剩 52 张(共有黑桃、红桃、梅花、方块 4 种花色)。至少从中抽出多少张牌,才能保证一定有 4 张牌是同一种花色?

最不利情况:4 种花色各抽 3 张(4 × 3 = 12 张),再抽 1 张必定凑成 4 张同花色:12 + 1 = 13(张)。