一道来自美国的组合题,在一个10行10列的棋盘上,任意放入15枚棋子

2020/10/20

原题如下:

在一个10行10列的棋盘上,任意放入15枚棋子,每个棋格中最多放一个。请证明:可以从其中挑出5行和5列,使所有棋子都在挑出的行或列中。


///////////////////////////////////////////////////////////
思考20分钟,
找找思路,
试探一下各种能想到的方法,
看看最远能走到哪里
///////////////////////////////////////////////////////////


解析:

首先建立画面感,15枚棋子放入棋盘上,一定有一些行有多枚,有些行只有一枚或没有。

挑出5行,要包含尽量多的棋子,自然选棋子最多的5行。

那么考虑棋子最多的5行至少有几枚棋子?这是这道题的突破口。接下来计算论证,这也不容易的。

棋盘总共10行,分成两组,棋子多的5行为一组和棋子少的5行为一组,

并且棋子多的那组每行棋子数不少于棋子少的组每行棋子数。

那么

对于棋子少的那5行,最多总共能有5枚棋子,

因为如果有6枚,按抽屉原理,

必然有一行有2枚或2枚以上棋子。

而多的那一组,因为只有9枚棋子(15-6=9),因此,

必然有1行只有1枚。

这样与我们的假定相矛盾。

所以,对于棋子少的那5行,最多总共能有5枚棋子

也即棋子多的那5行至少有10枚棋子

我们选这5行,

还剩下5枚棋子,用5列去选必定都可以选中。

原题证毕。


点评:

这道题还可以对10行按棋子数进行排序,从多到少,编号为1、2、3、4、。。。直到10

我们讨论第5行。

如果第5行的棋子数<=1,那么后续6、7。。。10行都<=1,选前5行棋子数必然>=10

如果第5行棋子数>=2,那么前5行棋子总数必然>=5*2=10

这么证明似乎更简洁一些,但也要求孩子建立排序讨论的思想。


此题在构造论证的过程中用到了抽屉原理、排序等数学方法,看似简单却是一道锻炼思维的好题。