有17個科學家,其中每一個人與其他所有人通信,他們的通信僅討論三個題目,且每兩個科學家之間只討論一個題目.求證:至少有三個科學家相互之間討論同一問題.
證明:從17個點中的一點,比如點A處作引16條線段,共三種顏色,由抽屜原理至少有6條線段同色,設為AB、AC、AD、AE、AF、AG且均為紅色.
若B、C、D、E、F、G這六個點中有兩點連線為紅線,設這兩點為B、C,則△ABC是一個三邊同為紅色的三角形.
若B、C、D、E、F、G這六點中任兩點的連線不是紅色,則考慮5條線段BC、BD、BE、BF、BG的顏色只能是兩種,必有3條線段同色,設為BC、BD、BE均為黃色,再研究△CDE的三邊的顏色,要么同為藍色,則△CDE是一個三邊同色的三角形,要么至少有一邊為黃色,設這邊為CD,則△CDE是一個三邊同為黃色的三角形,即至少有三個科學家關于同一個題目互相通信.
分析:在研究與某些元素間關系相關的存在問題時,常常利用染色造抽屜解題.17位科學家看作17個點,每兩位科學家互相通信看作是兩點的連線段,關于三個問題通信可看作是用三種顏色染成的線段,如用紅色表示關于問題甲的通信,藍色表示問題乙通信,黃色表示問題丙通信.這樣等價于:有17個點,任三點不共線,每兩點連成一條線段,把每條線段染成紅色、藍色和黃色,且每條線段只染一種顏色,證明一定存在一個三角形三邊同色的三角形.
點評:本題主要考查抽屜原理的知識點,解析在研究與某些元素間關系相關的存在問題時,常常利用染色造抽屜解題,本題難度較大.