Giả sử có một ông chủ có một số phòng của một khách sạn là vô cùng. Giả sử có vô hạn người đến thuê trọ và họ thuê hết tất cả các phòng của khách sạn. Sau đó có một vị khách khó tính đến trọ ở khách sạn và muốn trọ ở phòng số 1, thế là ông chủ ra lệnh cho người thuê trọ ở phòng số 1 phải chuyển sang phòng số 2, người ở phòng số 2 phải chuyển sang phòng số 3. Và cứ như vậy, sẽ chắc chắn phải có một người bị đuổi khỏi khách sạn nhưng vì có vô hạn phòng nên nếu cứ chuyển phòng mãi như vậy thì chắc chắn ai cũng có phòng và sẽ không có ai bị đuổi khỏi khách sạn (mâu thuẫn). Nghịch lý Hilbert của Khách sạn lớn.