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六年级数学鸽巢问题(抽屉原理)10类必考难题解析与练习题下载

适用年级

六年级

难度等级

⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-20

知识要点

💡 核心概念:

鸽巢问题,也叫抽屉原理,听起来很深奥,但其实它讲的道理很简单:东西多,地方少,怎么放都至少有一个地方会多出东西来。

想象一下,你有4只鸽子,但只有3个鸽巢。那么,无论你怎么安排这些鸽子飞进鸽巢,都至少有一个鸽巢里会飞进2只或2只以上的鸽子。这个“至少”和“总有”就是原理的精髓。

📝 计算法则:

  1. 确定“物体”和“抽屉”:把要分配的东西(如鸽子、苹果、学生)叫作“物体”,把容纳东西的地方(如鸽巢、盘子、月份)叫作“抽屉”。
  2. 平均分:用物体总数除以抽屉个数
  3. 分析余数

    • 如果有余数,那么“至少数” = 商 + 1
    • 如果没有余数,那么“至少数” =

    用公式表示就是:至少数 = 商 + 1(有余数时)

🎯 记忆口诀:

物体多,抽屉少,平均分后看余数。
若有剩余加一个,至少保证有这些。

🔗 知识关联:

它与我们之前学过的 有余数的除法周期规律 有紧密联系。解决问题的核心步骤就是“平均分”,然后根据余数情况得出结论。

易错点警示

❌ 错误1:计算“至少数”时,忘记考虑余数,直接用商当答案。

✅ 正解:必须判断余数。只要有余数(哪怕只是1),就说明有一个抽屉要多放1个,所以“至少数”要加1。例如:10个苹果放进3个盘子,\( 10 \div 3 = 3 \cdots 1 \),至少有一个盘子放 \( 3 + 1 = 4 \) 个,而不是3个。

❌ 错误2:搞不清哪个是“物体数”,哪个是“抽屉数”。

✅ 正解:牢记“东西”是物体,“地方”是抽屉。问“至少有多少个东西在同一个地方”,那么“东西”的总数就是物体数,“地方”的个数就是抽屉数。

❌ 错误3:解决复杂问题时,不知道如何巧妙地构造“抽屉”。

✅ 正解:抽屉不一定是真实容器。关键是把物体按一定规则或特征进行“分组”,每一组就是一个“抽屉”。例如,把自然数按奇偶性分成“奇数抽屉”和“偶数抽屉”。

例题精讲

🔥 例题1:把5支铅笔放进2个笔筒里,不管怎么放,总有一个笔筒里至少放进几支铅笔?

📌 第一步:确定物体数和抽屉数。铅笔是“物体”,有5支;笔筒是“抽屉”,有2个。

📌 第二步:平均分。\( 5 \div 2 = 2 \cdots 1 \)。

📌 第三步:分析结果。商是2,余数是1。说明先每个笔筒平均放2支,剩下的1支无论放进哪个笔筒,都会使那个笔筒变成 \( 2 + 1 = 3 \) 支。

✅ 答案:总有一个笔筒里至少放进3支铅笔。

💬 总结:这是最基础的“至少数 = 商 + 1”的应用。

🔥 例题2:六年级一班有45名学生,他们中至少有几人在同一个月过生日?

📌 第一步:确定物体和抽屉。学生是“物体”,有45个;一年12个月是“抽屉”,有12个。

📌 第二步:平均分。\( 45 \div 12 = 3 \cdots 9 \)。

📌 第三步:分析结果。商是3,余数是9。说明先平均每月分配3个生日,剩下9个生日再分配到不同的月份,那么至少有 \( 3 + 1 = 4 \) 人在同一个月过生日。

✅ 答案:至少有4人在同一个月过生日。

💬 总结:抽屉是月份,需要生活常识。余数较大,但结论仍然是“商+1”。

🔥 例题3:一副扑克牌(去掉大小王)共52张,从中至少摸出多少张牌,才能保证至少有2张牌的花色相同?

📌 第一步:构造抽屉。扑克牌有4种花色:红桃、黑桃、梅花、方块。每种花色就是一个“抽屉”,共4个。

📌 第二步:考虑最不利情况(保证题的关键)。要保证有2张同花色,最倒霉的情况是先摸出的每张牌花色都不同。

📌 第三步:计算至少数。先摸出4张牌,恰好是4种不同花色各一张。这时再摸第5张牌,无论是什么花色,都会和前面的某一张花色相同。所以 \( 4 + 1 = 5 \) 张。

✅ 答案:至少摸出5张牌。

💬 总结:这是“抽屉数 + 1”的经典模型。关键是构造出抽屉(花色),并想清楚“最坏情况”。

练习题(10道)

  1. 把6个苹果放进5个盘子,总有一个盘子里至少放几个苹果?
  2. 把13只小鸟关进5个笼子,总有一个笼子里至少关几只小鸟?
  3. 六年级二班有38人,至少有多少人的属相是相同的?(属相有12种)
  4. 口袋里有红、黄、蓝三种颜色的玻璃球各4个,至少取出几个球,才能保证取出的球中有2个颜色相同?
  5. 从1至10这10个自然数中,至少选出几个数,才能保证其中有两个数的和是11?
  6. 学校图书室有故事书、科技书、漫画书三类图书,每个同学可以借2本不同类型的书。至少需要多少名同学来借书,才能保证有两人借的书类型完全相同?
  7. 在长100米的小路一旁植树,至少要植多少棵树,才能保证至少有2棵树之间的距离不超过10米?(两端都植)
  8. 一副扑克牌(去掉大小王),至少摸出多少张,才能保证有3张牌是同一花色的?
  9. 一个布袋里有黑、白、灰三种颜色的袜子各10只。如果闭上眼睛拿袜子,至少拿多少只才能保证配成2双同色的袜子?(一双袜子指2只颜色相同的袜子)
  10. 任意给出4个不同的自然数,其中至少有两个数的差是3的倍数。为什么?请说明理由。

奥数挑战(10道)

  1. 在一条100米长的直跑道边,从头到尾每隔101米插一面彩旗,至少需要多少面彩旗才能保证至少有2面彩旗之间的距离小于10米?
  2. 从1, 2, 3, ..., 49, 50这50个数中,至少取出多少个数,才能保证取出的数中一定有一个数是另一个数的倍数?
  3. 一个盒子中有红、蓝、白三种颜色的球各若干个。至少取出多少个球,才能保证取出的球中至少有5个颜色相同?
  4. 有规格尺寸相同的5种颜色的袜子各15只混装在箱内,黑暗中至少取多少只袜子,才能保证能配成3双袜子?(一双即2只同色)
  5. 在边长为1的正方形内任意放入9个点,求证:其中至少存在3个点,以它们为顶点的三角形面积不超过 \( \frac{1}{8} \)。
  6. 从1到100这100个自然数中,至少选出几个数,才能保证其中必有两个数的差等于5?
  7. 某次数学竞赛有100名学生参加,试卷共有5道题。阅卷后发现,对于任意2名学生,至少有一道题两人都做错了。请问:至少有多少名学生的答题情况是完全相同的?
  8. 在 \( 3 \times 3 \) 的方格表中,任意填入 \( 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 \) 各一次。求证:无论怎么填,总有两行或两列的数字之和相同。
  9. 口袋中有10个黑球,8个白球,7个红球。闭上眼睛,至少从中取出多少个球,才能保证取出的球中白球不少于2个,红球不少于3个?
  10. 求证:在任意6个人中,要么有3个人彼此都认识,要么有3个人彼此都不认识。

生活应用(5道)

  1. (高铁)一列“复兴号”高铁有16节车厢,每节车厢定员100人。春运期间,某趟车共售出1601张车票。请问:至少有一节车厢的乘客人数不少于多少人?
  2. (航天)中国空间站的一个实验舱计划在30天内完成100项太空实验。为了确保实验进度,证明:不管怎么安排,都一定有连续的几天(包括1天)内,他们至少完成了11项实验。
  3. (AI与数据)一个AI人脸识别系统将人脸特征归类到1024种“特征抽屉”中。如果一个城市有1300万人使用了这个系统,请问:至少有多少人的面部特征被归入了同一个“特征抽屉”?
  4. (环保)一个城市一年(365天)的空气质量监测数据中,空气质量指数(AQI)为“优良”的天数共有290天。请问:在这一年中,一定存在连续的若干天(至少1天),其中恰好有8天的空气质量是“优良”的吗?为什么?
  5. (网购)“双十一”期间,某电商平台有5种满减优惠券。已知当天有超过1000万名用户每人领取了2张不同的优惠券。试说明:至少有多少名用户领取的优惠券组合是完全相同的?

参考答案与解析

【练习题答案】

  1. \( 6 \div 5 = 1 \cdots 1 \),至少放 \( 1+1=2 \) 个。
  2. \( 13 \div 5 = 2 \cdots 3 \),至少关 \( 2+1=3 \) 只。
  3. \( 38 \div 12 = 3 \cdots 2 \),至少有 \( 3+1=4 \) 人属相相同。
  4. 颜色为抽屉(3个),最坏情况先各取1个,取第4个时必有同色。答案:4个。
  5. 构造和为11的数对:(1,10),(2,9),(3,8),(4,7),(5,6)。最坏情况每个数对取1个数,取6个数时构成一个完整数对。答案:6个。
  6. 借书类型有:故事+科技、故事+漫画、科技+漫画,共3种。抽屉为3,至少需要 \( 3+1=4 \) 名同学。
  7. \( 100 \div 10 = 10 \) 段,植树 \( 10+1=11 \) 棵。把11棵树放入10个间隔,至少有一个间隔有2棵树,其距离为0米(<10米)。答案:11棵。
  8. 最坏情况先摸出4种花色各2张,共8张。再摸1张,无论什么花色,都会使该花色达到3张。答案:\( 2\times4+1=9 \) 张。
  9. “配成2双同色”即需要4只颜色完全相同。最坏情况:先各颜色拿3只(共9只),再拿1只(无论什么颜色)即可凑成4只同色。答案:10只。
  10. 一个自然数除以3的余数只有0,1,2三种可能(构造3个抽屉)。任意4个数放入这3个抽屉,至少有两个数在同一个抽屉,即它们除以3的余数相同,那么它们的差就是3的倍数。
  11. 【奥数挑战答案】

    1. 插旗点可看作物体(位置),距离看作抽屉。将跑道分成11段10米的小段(0-10, 10-20, ..., 90-100)。12面旗放入11段,至少有两面在同一段,距离小于10米。答案:12面。
    2. 按“奇数乘2的幂次”分组:(1,2,4,8,16,32),(3,6,12,24,48),(5,10,20,40),(7,14,28),(9,18,36),(11,22,44),(13,26),(15,30),(17,34),(19,38),(21,42),(23,46),(25,50),(27),(29),(31),(33),(35),(37),(39),(41),(43),(45),(47),(49)。共25组(抽屉)。取26个数,必有两数同组,呈倍数关系。答案:26个。
    3. 最不利原则。先各颜色取4个,共12个。再取1个即满足。答案:\( 4\times3+1=13 \)个。
    4. 配3双=需要6只同色。最坏情况:先5种颜色各取5只(已能配2双但未到3双),共25只。再取1只,无论何色,该色达6只。答案:26只。
    5. 将正方形均分为4个 \( \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} \) 的小正方形。9个点放入4个小正方形(抽屉),至少有一个小正方形内有 \( \lceil 9 \div 4 \rceil = 3 \) 个点。这3个点构成的三角形面积不超过小正方形面积的一半,即 \( \frac{1}{2} \times \frac{1}{4} = \frac{1}{8} \)。
    6. 构造分组避免差5:(1,6),(2,7),(3,8),(4,9),(5,10), 11,12,...,100。前5组每组取1个,后面单个数全取,共 \( 5+90=95 \) 个数仍无差5。取第96个数时必与组内另一数差5。答案:96个。
    7. 答题情况(对/错)有 \( 2^5 = 32 \) 种。假设每种情况不超过3人,则最多 \( 32 \times 3 = 96 \) 人。现有100人,所以至少有一种情况有 \( \lceil 100 \div 32 \rceil = 4 \) 人完全相同。
    8. 三行三列,加两个对角线,共8个“和”。每个和最小为1+2+3=6,最大为7+8+9=24。可能的和只有19种,8个和放入19种可能,不能直接下结论。考虑所有行、列之和的总和:它等于所有数字之和的2倍=90。所以8个和的平均值为 \( 90 \div 8 = 11.25 \)。根据抽屉原理的推广(平均值原理),至少有两个和相等。
    9. 最不利原则:先取10个黑球和8个白球(此时白球已足2),再取2个红球(此时红球未足3),共20个。再取1个必为红球。答案:21个。
    10. 这是拉姆齐定理R(3,3)=6的经典表述。任选一人A,剩下5人。在与A认识和不认识这两个“抽屉”中,至少有一个抽屉有3人。若这3人彼此不认识,则找到;若这3人彼此都认识,则他们与A也构成3个彼此认识的人。
    11. 【生活应用答案】

      1. \( 1601 \div 16 = 100 \cdots 1 \),商100,余1。所以至少有一节车厢有 \( 100+1=101 \) 人。
      2. 设第 \( i \) 天累计完成实验数为 \( S_i \) (i=1,...,30),构造数列 \( S_1, S_2, ..., S_{30} \),以及 \( S_1+11, S_2+11, ..., S_{30}+11 \)。这60个数都在1到111之间。根据抽屉原理,必有两个数相等。因为 \( S_i \) 严格递增,所以相等的两个数必来自不同数列,即存在 \( j \) 使得 \( S_j = S_i + 11 \),即 \( S_j - S_i = 11 \),说明第 \( i+1 \) 天到第 \( j \) 天完成了11项实验。
      3. \( 13000000 \div 1024 \approx 12695.3 \)。商为12695,有余数,所以至少有一个特征抽屉有 \( 12695+1=12696 \) 人。
      4. 不一定。考虑最极端情况:将290天“优良”平均且稀疏地分布,可以构造出一种安排,使得任何连续若干天的“优良”天数都不是8天(例如,总是7天或9天)。原命题不成立。
      5. 从5种券中选2张不同的券,组合数为 \( C_5^2 = 10 \) 种。这10种组合就是抽屉。\( 10000000 \div 10 = 1000000 \) 余0。商为100万,所以至少有100万名用户领取的组合完全相同。
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