定理1:如果要把n+1個物體放進n個盒子,那麼至少有一個盒子包含兩個或者更多的物體。
其他原理:1.如果將n個物體放入n個盒子並且沒有一個盒子是空的,那麼每個盒子恰好有一個物體。
2.如果將n個物體放入n個盒子並且沒有盒子被放入多與一個的物體,那麼每個盒子有一個物體。
推論1.設q1,q2,...,qn是正整數,如果將q1+q2+...+(Qn-n+1)放到n個盒子內,那麼或者第一個盒子至少含有q1個物體,或者第二個盒子至少含有q2個物體,...,或者第n個盒子至少含有Qn個物體。
證明:假設把q1+q2+...+(Qn-n+1)放到n個盒子內,如果對於每個i=1,2,...,n,第i個盒子含有qi個物體,那麼所有盒子中的物體總數不超過((q1)-1)+((q2)-1)+...+((Qn)-1)=q1+q2+...+Qn-n,由於上面這個數比分配的物體總數少1,因此矛盾,所以假設不成立。
推論2. 設n和r都是正整數,如果把n(r-1)+1個物體分配到n個盒子中,那麼至少一個盒子含有r個或者更多的物體。
也可以陳述爲:如果n個非負整數m1,m2,...,mn的平均數大於r-1,即,那麼至少有一個整數大於或者等於r
證明:取n(r-1)+1個物體分配到n個盒子中即可。對於i=1,2,...,n,設Mi是第i個盒子中物體的個數。於是這m個數m1,m2,...,Mn的平均數爲,因爲這個平均數大於r-1,所以整數Mi中有一個至少是r,也就是說盒子中有一個盒子至少含有r個物體。