1、1第十二讲 最不利原则在生活中,要保证完成某一个任务,必须考虑最不利条件。只有用最不利条件下也能实现的做法,才可以使这个任务必能完成,这就是解决问题时要采用的最不利原则。因此,必须全面分析给定的条件,分析最不利的因素,然后选用万无一失的方法。本讲运用学生已有的数学工具(如枚举法、余数的妙用、可能性分析等) ,确定最不利的情况,培养学生严谨的思维习惯和应用现有知识解决实际问题的能力。1. 红桃、黑桃各 2 张,要保证从中摸出两张同色的,至少要摸出 张。2红桃、黑桃各 5 张,要保证从中摸出两张同色的,至少要摸出 张。3红桃、黑桃各 4 张,要保证从中摸出 3 张同色的,至少要摸出 张。解答两种颜
2、色的扑克,要摸出两张同色的,至少都要摸出 3 张,就能保证有两个扑克同色,在每种扑克数量足够多的情况下,与扑克的数量多少没有关系。摸出 3 张同色的,最不利的情形是先各摸出红、黑 2 张,再摸出 1 张,就肯定有 3 张同色的。1、3 张;2、3 张;3、5 张。例 1灰太狼抓住了懒羊羊。聪明的喜羊羊决定去营救懒羊羊。他对灰太狼说:“我知道你很聪明,那你有胆量和我比一下么?如果你赢了的话,那么我也愿意被你吃掉;如果你输了,请把懒羊羊放掉。 题目很简单,就是随意把 1 和 2分别填入下面立方体的格子中,使每个面上的 4 个数的和都不一样”灰太狼不假思索答应了。请问谁赢了?为什么?【解析】随意填
3、1,2,那么每个面上 4 个格子的 4 个数的和最小为 4,最大为8;4 到 8,共有 5 个数。而立方体有 6 个面。一定有相同的和。【例 2】120 名少先队员选举大队长,有甲、乙、丙三个候选人,每个少先队员只能选他们之中一个人,不能弃权。若前 100 票中,甲得 45 票,乙得 35 票,甲要当选至少还要( )张选票。【解答】丙已得 20 票.后面的 20 票即使全给丙不影响甲当选。最不利的情况是 20 票都给了乙。为了避免这种情况发生,甲还需得 6 票,就能保证当选。【例 3】某小学四年级的学生身高(都按整数厘米计算),最矮的是 138 厘米,最高的是 160 厘米。如果任意从这些学生
4、中选出若干人,那么至少要选出多少人,才能保证有 5 人的身高相同?【解析】138-160 中共有 22+1 个数(植树问题的应用);最不利的情况是每一个厘米数都有 4 人。因此保证有 5 人身高相同,需要选 234+1=93 人。2【例 4】皮夹里有 2 元,3 元,4 元的邮票各 10 张,现在要寄一封 12 元邮资的信,不用眼睛看,从皮夹里抽出若干张邮票,为了保证从抽出的邮票中一定能凑出 12 元的邮票组合来,那么至少要抽出( )张邮票。【解析】先分析最有利的情况,取出 4 元 3 张;最不利的情况可能是取出 2 元 6 张;但这是最不利的情况吗?如果取出 2 元 5 张,3 元 1 张呢
5、?这种情况不能保证从抽出的邮票中一定能凑出 12 元的邮票组合来。但再取一张任意的 2,3,4 元可以保证完成任务。答案为 7 张。【例 5】一把钥匙只能开一把锁,现有 8 把钥匙和 8 把相配的锁,至少要试验多少次才能保证全部的钥匙和锁相匹配?分析:要保证匹配就要从最不利的情况考虑,也就是第一把钥匙试 7 次,如果都不成功,它必然和第八把锁匹配,所以第一把钥匙只试 7 次,同理,第二把钥匙在其余的 7 把锁中试 6 次,第三把试 5 次,第四把 4 次最后剩一把钥匙一把锁就不用试了。解:7+6+5+4+3+2+1=28(次)答:最少要试验 28 次才能保证全部的钥匙和锁相匹配。【例 6】若干
6、箱货物总重 15 吨,每箱重量在 290310 千克之间,今有载重量为 3 吨的汽车,至少需要多少辆,才能确保这批货物一次全部运走?【解析】最有利的情况:汽车的载重量是 3 吨。如果每箱的重量是 300 千克那么每辆汽车都是满载,即运了 10 箱。此时需要汽车 1535(辆)。如果装箱的情况不能使汽车满载,那么 5 辆汽车就不能把这批货物一次运走。为了确保把这批货物一次运走,需要从最不利的装箱情况来考虑。最不利的情况就是使每辆车运得尽量少,即空载最多。因为 31093000,所以每辆车至少装 9 箱。每箱 300 千克,每车能装 10 箱。如果每箱比 300 千克略多一点,比如 301 千克,
7、那么每车就只能装 9 箱了。此时,每车载重30192709(千克),空载 3000-2709291(千克)。注意,这就是前面所说的“最不利的情况”。前 5 辆汽车共空载 52913000,也就是说,按最不利的情况, 6 辆车可确保将这批货物一次运走。1、 一列 2 个小方格,每个方格中随意涂红黑两种颜色中的一种,当涂完第几列时,至少有 2 列是相同的?(有一列与另一列重复)。2、上海世博会的现场,建筑工人们正在努力的工作。为了保证工作餐的营养,工人叔叔每天的午饭是一个荤菜加上一个素菜。目前职工食堂的厨师会做 5 种荤菜,假如你是职工食堂的经理,请你想一想,至少需要多少种素菜才能保证一个月(按
8、31 天算)之内吃的午饭不重复。33、733 名小朋友参加 2009 年走美夏令营,这些小朋友中,至少有多少人是同月同日出生?4、一个同学用硬币掷着玩,每次掷四枚,而后他将四枚硬币是正面向上还是反面向上的结果记录下来,他一共掷了 14 次,在他记录的结果中至少有多少次是相同的?5、一排椅子只有 15 个座位,部分座位已有人就座,乐乐来后一看,他无论坐在哪个座位,都将与已就座的人相邻。问:在乐乐之前已就座的最少有几人?6、每场足球比赛分胜、负、平 3 种结果。英超每轮有 10 场比赛,给你 50000次机会,你一定能猜出所有比赛的正确结果吗?7.一副扑克牌中,最少要取出多少张,才能保证取出的牌中
9、四种花色都有?1、有 5050 张数字卡片,其中一张上写着 1,2 张上写着 2,3 张上写着 3,100 张上写着 100。现在要从中抽取若干张,为了确保抽出的卡片中至少有 10 张以上的数字完全相同,至少要抽取( )张卡片。【解答】最不利的情况是1 张 1,2 张 2,3 张 3,9 张 9,9 张 10,9 张 11,9 张 100共计:1+2+3+9+991=864.至少要取 873+1=865.2、小明和小强玩一个猜数字的游戏。小明心里想一个 100 以内的数字,然后小强来猜。小强每猜一个数字,小明就告诉他,心里想的这个数比猜的这个数大还是小。请问小强至少要猜多少次才能保证猜到小明想的这个数字?(7次)3、有 1,2,3,4 的数字卡片各有 100 张,每次任意选其中 5 张卡片相加,至少选( )次才能保证有两次相加的和相等。4、口袋中放有红、黄、白、黑四种颜色的袜子各 10 只,只需用手摸,不许用眼看,至少要从口袋中取出( )只袜子,才能保证配成 5 双(一双指颜色相同的袜子两只)袜子。次序 正面个数 反面个数1 4 02 3 13 4