Задача: в группе из 2000 человек доказать, что найдутся шесть человек, родившиеся в один и тот же день (без учета года).
Пошаговое решение с объяснениями
- Определим عدد возможных дней рождения.
- В году 365 дней (игнорируем високосный год). Можно также рассмотреть 366 дней (если учитывать 29 февраля), но результат останется тем же.
- Формулировка по принципу коробок и шаров (п pigeonhole principle).
- Пусть на каждом конкретном дне рождения рождаются не более 5 человек. Тогда максимум возможного числа людей при таком ограничении равен 5 умножить на число возможных дней: 5 × 365 = 1825 (или 5 × 366 = 1830, если считать 366 дней).
- Противоречие с данными задачи.
- В группе 2000 человек. 2000 > 1825 (и даже > 1830, если брать 366 дней).
- Следовательно, невозможно распределить birthdays так, чтобы на каждом дне было не более 5 человек.
- Вывод по принципу pigeonhole.
- Следовательно, существует хотя бы один день года, на котором родились как минимум 6 человек.
- То есть в группе из 2000 человек обязательно найдутся шестеро, родившиеся в один и тот же день года.
Дополнительное замечание (обобщение):
- Более общая формула: в группе из N человек и D возможных дней рождения обязательно найдется день, в котором родились не меньше чем ⌈N / D⌉ человек.
- В нашем случае ⌈2000 / 365⌉ = 6, что согласуется с полученным выводом. Даже если взять D = 366, ⌈2000 / 366⌉ тоже равно 6.
Итого: благодаря принципу pigeonhole (нож, что сумма людей распределяется по 365–366 дням), в группе из 2000 человек обязательно найдутся шесть людей, родившиеся в один и тот же день года.