什么是鸽巢问题?

鸽巢原理(也称为抽屉原理)是组合数学中的一个基本原理。它指出:

如果把n+1个物体放入n个容器中,那么至少有一个容器包含两个或更多的物体。

这个原理可以用来证明许多有趣的事实,例如:

  • 13个人中至少有2个人生日在同一个月
  • 367个人中至少有2个人生日在同一天
  • 5只鸽子飞进3个鸽笼,至少有1个鸽笼飞进2只鸽子

鸽巢问题演示

使用下面的交互工具来探索鸽巢原理:

鸽子:

鸽巢:

请点击"分配鸽子"按钮开始演示
鸽巢原理告诉我们:如果鸽子数量大于鸽巢数量,那么至少有一个鸽巢会有两只或更多的鸽子。

实际应用示例

示例1:铅笔和笔筒

把4支铅笔放进3个笔筒中,不管怎么放,总有1个笔筒里至少有2支铅笔。

解释:如果每个笔筒最多放1支铅笔,那么3个笔筒最多放3支。可是现在有4支铅笔,所以总有1个笔筒中至少有2支铅笔。

示例2:书籍和抽屉

把7本书放进3个抽屉,不管怎么放,总有1个抽屉里至少放进3本书。

解释:7 ÷ 3 = 2 余 1。如果每个抽屉最多放2本,那么3个抽屉最多放6本。但题目要求放7本书,所以至少有1个抽屉要放3本书。

示例3:同色球问题

盒子里有同样大小的红球和蓝球各4个,要想摸出的球一定有2个同色的,至少要摸出几个球?

解释:最坏的情况是先摸出1个红球和1个蓝球。再摸第3个球时,无论是什么颜色,都会与前面某个球同色。所以至少要摸出3个球。