组合数学的问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/07 12:09:32
四、证明题
1. 证明:如果从集合{1,2,3,…,60}中任选31个数,那么其中必定有一个数是另一个数的倍数。
2. 证明:任意取6个正整数,其中必定存在这样两个数,它们的差是5的倍数。
3. 对于一个边长为2的正方形,证明:在该正方形内部任意取5个点,则至少有两个点间的距离小于 。
4. 对于一个边长为2的等边三角形,证明:在该三角形内部任意取5个点,则至少有两个点间的距离小于1。

1、以A表示所取的31个数所成的集合,任取s∈A,则 s可表示成s=(2^α)*β
其中α是非负整数,β是不大于59的奇数,对任一整数i(1≤i≤30),令
Ai={s│s∈A,s=(2i-1)*2^α 且α是非负整数}
则Ai属于A且 A1到A30的并集=A 由鸽笼原理的简单形式

必有正整数k,使得Ak的元素个素最少是2个,设s1和s2是这个Ak中的2个元素

s1=(2k-1)2^α1, s2=(2k-1)2^α2

s2是s1的倍数

2、把正整数分为5类,这5类数字除以5所得的余数分别是0.1.2.3.4

现在取6个数,由鸽笼原理的简单形式,必有2个数在同一类正整数里面

不妨设他们是 5k+b 和5(k+a)+b 显然 他们的差能被5整除

3、把正方形分为面积相等的4个小正方形(田字形),取5点,由鸽笼原理的简单形式,必有2点在同一个小正方形内,小正方形内的2点距离最大是根号2

所以至少有两个点间的距离小于根号2

4、连接三角形3边的中点

三角形被分为面积相等的4个小等边三角形,由鸽笼原理的简单形式
必有2点在同一个小三角形内,小三角形内任意2点的距离小于1
得证

1。首先容易判断1、2不能被选中,否则显然会有其他数是他们的倍数
然后,从31开始的质数一定可以选的。因为它不可能是其他数的倍数(1已经排除了),而它的倍数也一定大于60。
这样,31、37、41、43、47、53、59这7个数一定可以被选出
现在要证明的是,不可能在剩下的51个数中选出24个数,使得两两之间不存在倍数关系。
对这51数按如下方式分组:
{3、6、12、24、48}
{4、8、16、32}
{5、10、20、40}
{7、14、28、56}
{9、18、36}
{11、22、44}
{13、26、52}
{15、30、60}
{17、34}
{19、38}<