一、方法与例题
1.抽屉原理。
例1 设整数n≥4,a1,a2,…,an是区间(0,2n)内n个不同的整数,证明:存在集合{a1,a2,…,an}的一个子集,它的所有元素之和能被2n整除。
[证明] (1)若n {a1,a2,…,an},则n个不同的数属于n-1个集合{1,2n-1},{2,2n-2},…,{n-1,n+1}。由抽屉原理知其中必存在两个数ai,aj(i≠j)属于同一集合,从而ai+aj=2n被2n整除;
(
2)若n∈{a1,a2,…,an},不妨设a
n=n,从a
1,a
2,…
,an-1(n-1≥
3)中任意取3个数a
i, a
j, a
k(a
i,
j< ak),则aj-ai与ak-ai中至少有一个不被n整除,否则ak-ai=(ak-aj)+(aj-ai)≥2n,这与ak∈(0,2n)矛盾,故a1,a2,…,an-1中必有两个数之差不被n整除;不妨设a1与a2之差(a2-a1>0)不被n整除,考虑n个数a1,a2,a1+a2,a1+a2+a3,…,a1+a2+…+an-1。
ⅰ)若这n个数中有一个被n整除,设此数等于kn,若k为偶数,则结论成立;若k为奇数,则加上an=n知结论成立。
ⅱ)若这n个数中没有一个被n整除,则它们除以n的余数只能取1,2,…,n-1这n-1个值,由抽屉原理知其中必有两个数除以n的余数相同,它们之差被n整除,而a2-a1不被n整除,故这个差必为ai, aj, ak-1中若干个数之和,同ⅰ)可知结论成立。
2.极端原理。