Il principio della piccionaia o principio della cassettiera è dovuto a Dirichlet ( si dice infatti anche principio di Dirichlet ); il grande matematico lo utilizzò nelle " Recherches sur les formes quadratiques à coefficients complexes " per il calcolo delle approssimazioni razionali di numeri reali. Non gli diede subito un nome. Solo in altri lavori lo chiamò: " Schubfach prinzip ". Eccolo:
Se p piccioni devono trovare posto in c caselle e ci sono più piccioni che caselle
( p > c ) , allora in qualche casella entreranno almeno due piccioni. Semplice vero?
Lo stesso principio può essere enunciato come " Principio della cassettiera " : " Se n oggetti sono messi in k cassetti, e se n > k , allora almeno un cassetto deve contenere almeno due oggetti. "
Esempio: Se ci sono 8 piccioni in 7 caselle, poichè 8 > 7 , almeno una casella contiene almeno 2 piccioni.
Estendiamolo:
" Se p(iccioni ) > n*c(aselle ) per qualche intero n, allora almeno una casella contiene n+1 piccioni.
Esempio: Se ci sono 27 piccioni in 8 caselle, poichè 27 > 3*8, almeno una casella contiene 3 + 1 = 4 piccioni.
Chiaro?
Allora siete pronti per i quesiti che vi propongo di seguito.
1. Sei in una stanza buia e devi prendere dei guanti e dei calzini pescando a caso
in due cassetti. In un cassetto ci sono 10 paia di calzini marroni e 10 paia blu.Quanti calzini devi prendere per essere sicuro di avere un paio di calzini dello stesso colore?
In un cassetto ci sono 10 paia di guanti marroni e 10 blu. Quanti guanti devi prendere per essere sicuro di avere un paio di guanti dello stesso colore?
Semplice vero?
Ma...aumentiamo la difficoltà.
2. In un cassetto ci sono 12 palline nere, 8 rosse e 6 bianche. Pescando a caso, quante se ne devono prendere per essere sicuri di averne tre dello stesso colore?
Ancora abbastanza facile.
Continuiamo...
3. Ci sono quindici persone a un party. Alcune di esse scambiano una stretta di mano con le altre. Dimostrare che almeno due persone hanno stretto lo stesso numero di mani.
Più interessante, vero?
4.Dimostrare che dati tre numeri naturali, ce ne sono due la cui somma è pari.
5. Dati sei numeri interi compresi fra 1 e 10, almeno due hanno la somma dispari.
Ed ora applichiamo il principio alla geometria:
6. Traccia a caso 7 rette nel piano in modo che non ci siano rette parallele.
Esistono due rette che formano un angolo minore di 26 ° ?
7. Provare che su 5 punti comunque scelti all'interno di un triangolo equilatero di lato 1,ve ne sono almeno due che distano al più 1/2.
E concludiamo così:
8. Se 9 persone si siedono in una fila di 12 sedie, allora almeno 3 sedie consecutive sono occupate.
Consiglio finale:
Per affrontare i vari problemi proposti leggi bene il principio e poi decidi chi sono i piccioni e che cosa sono le caselle.
Poveri piccioni!!!
Non mi resta che salutarvi. Alla settimana prossima. ( wm )
i piccioni
1- è sufficiente prendere 3 calzini, poichè, nel peggiore dei casi, prendo uno marrone e uno blu, ed il terzo sarà o marrone o blu. nel caso dei guanti, si deve considerare anche che i guanti destri e quelli sinistri sono diversi. Se ci servono due guanti dello stesso colore indipendentemente che siano destri o sinistri, allora ne dobbiam prendere 3 come nel caso dei calzini. Se invece dobbiamo prendere due guanti dello stesso colore ma uno destro e l'altro sinistro: nel peggiore dei casi prendo 10 guanti blu e 10 guanti marroni tutti per la stessa mano. Quindi i guanti da prendere sono 21.
2- nel peggiore dei casi avrò preso 2 palline per ogni colore; prendendo la 7ima pallina, sarò sicura di avere 3 palline dello stesso colore.
3- dato che le persone sono 15, ciascuna può stringere da 0 a 14 mani (non può stringere la mano a se stessa). Supponiamo che ogni persona ha stretto un numero diverso di mani: 0-1-2....13-14. Ma questa situazione è impossibile, poichè la persona che ha stretto 14 mani l'ha stretta a tutti, e quindi non c'è nessuno che ha stretto 0 mani. o lo 0 o il 14 deve essere escluso, pertanto 2 persone hanno stretto lo stesso numero di mani.
4- sappiamo che P+P=P e D+D=P. presi 3 numeri, vi sono sicuramente due che sono entrambi o dipari o pari e quindi con somma pari.
5- sappiamo che due numeri hanno somma dispari quando sono uno pari e uno dispari. tra 1 e 10 vi sono 5 pari e 5 dispari; prendenso 6 numeri, nel caso limite essi possono essere 5 pari e 1 dispari (o viceversa), quindi vi sono 2 numeri la cui somma è dispari.
6- Sì. se non vi sono rette parallele, allora sono tutte incidenti, e quindi tra loro formeranno, a due a due, 4 angoli la cui somma è 360°. per convenzione faccio passare tutte le rette per uno stesso punto, per visualizzare meglio la situazione. Nel caso limite, tutti gli angoli sono congruenti, quindi 360/14= 25,7° circa. Almeno due rette formano un angolo <26°, poichè anche ruotando una o piu rette, un angolo aumenta ma il suo complementare diminuisce e perciò vi è comunque un angolo <26°.
7- traccio le congiungenti dei punti medi dei lati: si formano 4 triangoli piu piccoli, i cui lati misurano 1/2. I triangolini sono 4, mentre i punti 5, perciò vi è un triangolino che ha al suo interno almeno 2 punti, che distano sicuramente al più 1/2.
8- provo a far sedere più persono possibili senza che vi siano 3 sedie consecutive: o=occupato l=libero: oolooloolool una persona rimane fuori, e quindi si siederà in una delle sedie libere => vi sono almeno 3 sedie consecutive.
POTA!
1- il numero di calzini che devo prendere per averne almeno un paio dello stesso colore è 3 perhcè essendoci nel cassetto solo due colori, pescando 2 calzini possono essere tutti e due diversi, mentre pescandone un terzo ho per forza un paio dello stesso colore.
nel caso dei guanti se non vi fosse differenza tra mano destra e sinistra il ragionamento è lo stesso di quello dei calzini e quindi ne devo prendere 3. nel caso in cui dovessi considerare anche destra e sinistra, avendo ora 4 possibilità anzichè 2 devo prendere 5 guanti. (spero di non aver sbagliato in questo caso)
2- nel caso in cui prendessi 6 palline potrei averne 2 per lo stesso colore, quindi devo pescare 7 palline.
3- il numero massimo di mani possibili da stringere è 14 e se una persona ha stretto 14 mani nessuno può averne strette 0, allora lo 0 è da escludere e quindi due persono possono avere stretto lo stesso numero di mani.
4- prendendo una terna di numeri: x-1 , x , x+1. Sommando il primo con il secondo, il secondo con il terzo e il primo con il terzo
x+x-1= 2x-1 è dispari
x+x+1= 2x+1 è dispari
x-1+x+1= 2x è pari
ovviamente la dimostrazione vale per qualsiasi sequenza di numeri (es: x-5 , x , x+7)
5- ricordo che almeno due significa due o più di due. Generalizzando la dimostrazione prendiamo sei numeri consecutivi ( ovviamente come per prima vale per qualsiasi sequenza).
x, x-1 , x-2 , x-3 , x-4 , x-5. Come prima sommando primo con secondo, primo con terzo, ...
x+ x-1=2x-1 è dispari
x+ x-2=2x-2 è pari
x+ x-3=2x-3 è dispari
x+ x-4=2x-4 è pari
x+ x-5=2x-5 è dispari
...
=> in una serie di 6 numeri ce ne sono almeno due che hanno somma dispari.
6- faccio passare tutte e sette le rette per un unico punto
=> ho 14 angoli. La somma dei 14 angoli è 360°.
MA se tutti gli angoli fossero uguali a 26° => 26*14=364° ma cioè è impossibile.
=> ci sono angoli minori e maggiori di 26°.
7- Non riesco a capire il testo
8- chiamando con s=persone sedute e p=posti liberi e ripetendo il fatto che almeno 3 vuol dire 3 o maggiore ci sono diversi modi per dimostrare il quesito.
sspsspsspssp e rimane fuori un s => se si siede in fondo ho le ultime 3 sedie consecutive, altrimenti posso averne 5
oppure:
ssspssspsssp in questo modo ho tutte le persone sedute con 3 volte 3 sedie consecutive occupate.
PS mi sento intelligente alla prossima!
1_ Nel caso più sfortunato prediamo prima un calzino marrone poi uno blu ma poi ce ne sarà uno marrone o blu! => 3
2_ Allo stesso modo nel caso più sfortunato: nera rossa bianca nera rossa bianca [o nera o rossa o bianca]. => 7
3_ Supponiamo che si possa, uno avrà stretto 0 mani, un' altro una mano,... fino a 14 mani (non ci si può stringere la mano da soli). Ma quello che ha stretto 14 mani la ha stretta a tutti, di conseguenza nessuno avrà stretto 0 mani poichè la avrà stretta almeno a quello che ha stretto 14 mani. Di conseguenza almeno 2 avranno stretto lo stesso numero di mani.
4_In ogni terna ci saranno o due pari o due dispari, di conseguenza P+P=P e D+D=P (P=pari, D=dispari).
5_I numeri da 1 a 10 sono 5 pari e 5 dispari, => ci saranno sempre un pari e un dispari la cui somma è dispari.
6_Poniamo il caso limite, quello in cui le rette formano angoli di 26°, la somma degli angoli tra le rette sarà 26*7=182°, ovviamente due rette che si intersecano formano 2 angoli opposti al vertice => 182*2=364°. Ma non esiste un angolo di 364° => ci saranno due rette che formano un angolo < 26°
7_I 5 punti equidistanti con distanza maggiore possibile sono logicamente i punti sul perimetro la loro distanza perciò sarà 1/2! Se allunghiamo in qualunque modo una distanza ne accorciamo sicuramente un altra!
8_indico con = le sedie occupate e con L quelle libere e ora provo a far sedere 9 persone ponendo una L tra due O
OOLOOLOOLOO_ ho occupato 8 sedie e me ne rimane una, se la occupo avrò 3 O consecutive, altrimenti una persona in piedi! (per non avere 3 sedie consecutive devo averne 4 libere, allora ne avrò 8 da occupare che non bastano)