抽屉原理初步

组合 · 计数综合

拔高

📘 知识点简介

知识点定义

把一些物体放进“抽屉”里,当物体数量多于抽屉数量时,总有一个抽屉里至少有2个物体。这个原理就叫抽屉原理,也叫鸽巢原理。

核心解题思路

- 先想“最坏情况”:怎么放东西,才能让每个抽屉里的物体尽量少、尽量平均,而且不满足题目要求。 - 在最坏情况的基础上,再拿1个,就一定达到要求。 - 如果不同颜色的物体数量不一样,还要注意颜色少的那个最多能取多少。

方法总结/常用公式

无固定公式,掌握思路即可。关键公式:至少数 = 物体总数 ÷ 抽屉数(有余数时加1)。但很多题目需要反过来求物体总数,用最不利原则。

易错点提醒

- 忘记考虑颜色数量不足的情况:当某种颜色的物体本身不够时,最坏情况不能超过它实际的数量。 - 把“保证”和“可能”搞混:保证是一定会发生,不是运气好。 - 计算最坏情况时漏掉一种颜色或重复计算。

本难度考察特点

拔高难度下,题目会给不同颜色的物体“数量不同”,需要灵活运用最不利原则,找到最坏情况下的总数,再+1。既考验对抽屉原理的理解,又考验细致分类和计算,容易掉坑。

📘 例题解析

例题题目

一个袋子里有红、黄、蓝三种颜色的球,红球有10个,黄球有8个,蓝球有5个。至少取出多少个球,才能保证取出的球中一定有5个球颜色相同?

解题思路

要保证有5个球颜色相同,最坏的情况就是每种颜色都取了4个,但蓝球只有5个,所以蓝球最多取4个(取5个就满足了,不能算最坏)。这样一共取了4+4+4=12个,再取一个,无论是什么颜色,都会让那个颜色变成5个。所以答案是13个。

解题步骤

1. 题目要求:取出的球中,一定有5个颜色相同(不指定是什么颜色)。 2. 用最不利原则:尽量不让任何一种颜色达到5个。 - 红色最多取4个(因为取5个就满足了)。 - 黄色最多取4个。 - 蓝色虽然总共有5个,但为了不出现5个蓝色,最多也只能取4个(取5个就满足了)。 3. 所以最坏情况:红取4个,黄取4个,蓝取4个,一共4+4+4=12个。 4. 这时任意一种颜色都只有4个,没有达到5个。 5. 再取第13个球,无论取到红色、黄色还是蓝色,那个颜色的球就会变成5个,满足要求。 6. 所以至少取出13个球才能保证。

本题答案

13个
抽屉原理 - 最不利情况示意图 红色球 总数:10 最多取4个 黄色球 总数:8 最多取4个 蓝色球 总数:5 最多取4个 最坏情况共12个,再加1个=13个

方法总结

遇到“至少取多少个才能保证有k个颜色相同”的问题,先找出有多少种颜色,每种颜色最多取“k-1”个(如果该颜色总数小于k-1,则最多只能取它全部数量),把这些数加起来,再加1就是答案。
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