鴿巢原理

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\frac{m1+m2+...(Mn)}{m}>r-1,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\frac{m1+m2+...+Mn}{n}=\frac{n(r-1)+1}{n}=(r-1) +\frac{1}{n},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。

 

 

 

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