有17个科学家,其中每一个人与其他所有人通信,他们的通信仅讨论三个题目,且每两个科学家之间只讨论一个题目.求证:至少有三个科学家相互之间讨论同一问题.
证明:从17个点中的一点,比如点A处作引16条线段,共三种颜色,由抽屉原理至少有6条线段同色,设为AB、AC、AD、AE、AF、AG且均为红色.
若B、C、D、E、F、G这六个点中有两点连线为红线,设这两点为B、C,则△ABC是一个三边同为红色的三角形.
若B、C、D、E、F、G这六点中任两点的连线不是红色,则考虑5条线段BC、BD、BE、BF、BG的颜色只能是两种,必有3条线段同色,设为BC、BD、BE均为黄色,再研究△CDE的三边的颜色,要么同为蓝色,则△CDE是一个三边同色的三角形,要么至少有一边为黄色,设这边为CD,则△CDE是一个三边同为黄色的三角形,即至少有三个科学家关于同一个题目互相通信.
分析:在研究与某些元素间关系相关的存在问题时,常常利用染色造抽屉解题.17位科学家看作17个点,每两位科学家互相通信看作是两点的连线段,关于三个问题通信可看作是用三种颜色染成的线段,如用红色表示关于问题甲的通信,蓝色表示问题乙通信,黄色表示问题丙通信.这样等价于:有17个点,任三点不共线,每两点连成一条线段,把每条线段染成红色、蓝色和黄色,且每条线段只染一种颜色,证明一定存在一个三角形三边同色的三角形.
点评:本题主要考查抽屉原理的知识点,解析在研究与某些元素间关系相关的存在问题时,常常利用染色造抽屉解题,本题难度较大.