一個簡單的例子告訴你什麼是抽屜原理

2021-01-10 師者馥仁心

小麗穿了一件新衣服,笑眯眯地走進教室,坐了下來。小勇也穿了一件新衣服,樂滋滋地走進教室,坐下來了。小麗和小勇的座位相鄰。兩人互相看看衣服,然後對視而笑:「你今天過生日?」「是的。你今天也過生日?」原來,小麗和小勇不但年齡相同,而且在同一天過生日。真巧呢!

古典長篇小說《三國演義》第一回裡,講了劉關、張桃園三結義的故事。劉備、關羽和張飛三個人在桃園裡結為兄弟,在誓言中說:「不求同年同月同日生,只願同年同月同日死」。其他古典小說和古裝電視劇裡描寫結拜兄弟,也常採用類似的套話「不求同年同月同日生」,因為這種事情可遇而不可求,求也無用,順其自然。

不過,在一所規模較大的中學裡,「同年同月同日生」的現象,卻幾乎在每屆學生裡面都能遇到。例如,有一所中學,高中一年級有10個班,每班50名學生,因而全年級有500名學生。同一個年級的學生,出生日期大部分是在某一年的9月1日到下一年的8月31日之間,因為剛開始讀小學時是按年齡段報名的,以後逐年升級,基本上保持了最初的年齡結構。

如果在一個年級裡有367位以上的同學是在某年9月1日到下年8月31日之間出生,那麼這個年級裡至少有兩位同學同年同月同日生。

這是因為,這367位(或者更多)同學出生的時間段只有365或366天,從他們裡面最多只能找出365或366天

生日期各不相同,從第367位開始,出生日期必定與前面某一位的同學相同。

以上現象顯得奇妙,其實道理非常簡單,正如往四個抽展理放五隻蘋果,其中至少一個抽屜要放兩隻;用三隻鴿籠養四隻鴿子,至少有兩隻鴿子關在同一個籠子裡面。這個道理叫做「抽屜原則」或「鴿籠原理」。有些數學難題,特別是數學競賽試題,利用抽屜原則去解,非常有效。

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