每周智商測試:來自德國數學競賽的題目,100隻猴子分椰子
下面這題來自德國數學競賽(Bundeswettbewerb Mathematik):
一共有100隻猴子,1600隻椰子,請你證明,將1600隻椰子分給100隻猴子,不管怎麼分(平均也好,不平均也好,甚至有些猴子1隻都分不到也好),都會有至少4隻猴子分到的椰子數目是一樣的。
答案:
這題屬於變相的抽屜原理。桌上有十個蘋果,要把這十個蘋果放到九個抽屜里,無論怎樣放,我們會發現至少會有一個抽屜裡面至少放兩個蘋果。這一現象就是我們所說的「抽屜原理」。 抽屜原理的一般含義為:「如果每個抽屜代表一個集合,每一個蘋果就可以代表一個元素,假如有n+1個元素放到n個集合中去,其中必定有一個集合里至少有兩個元素。」 抽屜原理有時也被稱為鴿巢原理。它是組合數學中一個重要的原理。
假設將1600隻椰子分給100隻猴子,最多只有3隻猴子分到的椰子數目是一樣的,首先將椰子分給99隻猴子,每組3隻猴子,分到的椰子數按0、1、2、3、......、16、17、......32隻這樣遞增排列下去,結果就是99隻猴子最多能分掉3*(0+1+2+3+......16+17+......+32)=1584隻椰子,那第100隻猴子則需要分到1600-1584=16隻椰子,與第15組的那3隻猴子分得的椰子樹一樣。
此外,如果只有2隻猴子分到一樣的椰子數,或每一隻猴子分得的椰子數都不同,需要的椰子數遠超1600隻,那就會出現大量分到0隻椰子的猴子。
所以,無論怎麼分,都必然有4隻猴子分得的椰子數目一樣。
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