Vrijeme: 02:11

Dirichlet - uvod

Dirichletov princip je pravilo koje kaže da ako n k+1 kuglicu stavimo u n kutija, tada postoji barem jedna kutija u kojoj se nalazi barem k+1 kuglica. Idemo dokazati tu tvrnju. Ako pretpostavimo suprotno, tj. da je u svakoj kutiji najviše k kuglica, onda je u svim kutijama zajedno najviše n k kuglica, a ima ih n k+1 pa dolazimo do kontradikcije.

Ovu naizgled očitu tvrdnju (poznatu i kao princip kutija, princip golubinjaka, problem zečeva i kaveza i sl.) prvi je formalizirao njemački matematičar Johann Dirichlet 1834. godine. Cesto se javlja na državnim i županijskim natjecanjima. Na svu sreću već iz teksta zadatka može se naslutiti da je nužna primjena Dirichletova principa. Na to upućuju riječi kao što su barem, najmanje, postoji i dr. što ćemo vidjeti i u sljedećim primjerima.

Primjer 1: Dokažite da u skupini od 5 ljudi postoje barem 2 osobe koje su rođene u isto godišnje doba.

U ovom primjeru, kuglice su ljudi, dok su kutije godišnja doba. Primjetimo kako imamo n = 4 godišnjih doba i nk 
 + 1 = 5 ljudi. Iz toga slijedi da je k =1, pa prema Dirichletovom principu imamo kako barem jedna kutija sadrži k+1 = 2 kuglice. Dakle, postoji godišnje doba u kojem su rođene barem dvije osobe. Promotrimo još jedan malo teži primjer.

Primjer 2: U ladici je 15 pari čarapa. Bez gledanja izvlačimo jednu po jednu čarapu. Koliko čarapa moramo izvaditi iz ladice da bismo bili sigurni da imamo barem jedan par?

U ovom primjeru, kuglice su čarape, dok su kutije par čarapa. Imamo n = 15 pari čarapa i želimo da barem jedna kutija ima k 
+1 = 2 čarape. Dakle, vrijedi da je k = 1, pa prema Dirichletovom principu, minimalan broj čarapa potreban da budemo sigurni da imamo barem jedan par je nk
+ 1 = 16.

Unesite kao rezultat 1 da biste dobili bod.