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定理已证明

鸽笼原理

命题陈述

如果把 n+1n+1 个或更多物体放入 nn 个盒子,那么至少有一个盒子里装有两个或更多物体。更一般地,如果把 kn+1kn+1 个物体放入 nn 个盒子,那么必有一个盒子里至少装有 k+1k+1 个物体。

为什么成立?

鸽子的数量若超过巢的数量,就必然有某个巢里挤进两只或更多鸽子:只要物体数严格多于容器数,就必有一个容器装有一个以上的物体。这听起来理所当然,但仅凭一个简单的计数不匹配就能强制产生重复或碰撞,是一种出人意料强大的证明技巧。

证明思路

反证法:若 nn 个盒子中每一个都至多装有 kk 个物体,则物体总数至多为 knkn,这与共有 kn+1kn+1 个物体矛盾。因此必有一个盒子至少装有 k+1k+1 个物体。

用到此定理的主题

相关定理

分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. Richard A. Brualdi (2010). Introductory Combinatorics