描述 Description

用一个天平只称三次,找出12个球中的一个次品
问题:有12个乒乓球形状、大小公完全相同,其中只有一个重量与其它11个不同,现在要求用一部没有砝码的天平称三次,将这个次品球找出来,并确定这个次品球比正品球轻或是比正品球重
[奥数吧]
用一个天平只称三次,找出13个球中的一个次品
问题:有13个球,其中有一个次品,这个次品的除了重量和其他的不一样之外,外观上是看不出异样的。现有一个天平,如何只使用天平3次就能找出那个次品的球呢?
分析 Analysis
分治法
为了描述上的方便,我们把13个球分成三组:A组(A1,A2,A3,A4),B组(B1,B2,B3,B4),C组(C1,C2,C3,C4,C5)。
一、好运气
把A组和B组放天平进行第一次比较。非常幸运,天平平衡。那说明次品只可能在C组中了。缩小了很大的氛围啊。分治法,分而治之果然给力。
既然已经尝到了分治法的甜头,那我们继续对次品所在的C组分成两组:CX组(C1,C2,C3)和CY组(C4,C5)。然后从A组中拿出3个好球(A1,A2,A3)组成一个临时组,和CX组放到天平上比较。哇塞,真顺,天平又一次平衡。那就很明显了,C4,C5必有一个次品!
第三次比较就很显然了,拿A1和C4比较吧。如果A1和C4天平平衡,那说明次品就是C5了。而如果A1和C4天平不平衡,那次品就是C4了!
二、运气欠佳
第一次比较同上,结果也同上。
第二步同上,但是运气就没这么顺了,(A1,A2,A3)和(C1,C2,C3)不平衡。但是不必苦恼,因为我们也可以得到两个信息:a)、次品球比正常球是重还是轻。【提示:C1,C2,C3比A1,A2,A3轻,则次品球就比正常球轻。反之亦然。】 b)、次品球出现在C1,C2,C3中。
有了第二次比较得到的重要成果,那我们就可以从容进行第三次比较了。如果C1和C2使得天平平衡的话,那C3就是次品球。否则C1和C2不平衡的话,那根据第二步得知次品球和正常球的重量关系,也能轻易推算出次品球是谁了!
三、不走运
第一次比较同上。但是结果却没这么走运了,A组和B组在天平上不平衡。这就犯难了,次品球肯定在A组,B组中。但是究竟在哪一组呢?
只剩下两次机会了。带着些许紧张的心情,决定一分到底,继续分治法。毕竟第一步里面也不是完全没有成果,C组里面的都是正品!开始分治:X组(C1,C2,C3,A1),Y组(A2,A3,A4,B1)。开始第二次比较,哈哈,看来没倒霉透顶嘛!天平平衡!意味着:a)、B2,B3,B4中有一个是次品球。b)、回想第一步,A组和B组不平衡,而B组里有次品,因此也就知道次品球和正品球的轻重关系!
有了第二次比较的重要成果,之前的紧张情绪一少而空啊。好吧,第三次比较开始了,B2和B3进行比较。如果B2和B3使得天平平衡,那么B4就是次品球。否则,根据第二步得到的正品球和次品球的轻重关系,也能确认B2,B3谁是次品球!
四、倒霉
第一次比较同上,且结果同上。
第二次比较也同上,但是结果却没这么幸运。X组(C1,C2,C3,A1)和Y组(A2,A3,A4,B1)在天平上不平衡!两次比较天平都不平衡,真倒霉,貌似什么成果都没有啊。只剩下一次机会了。别急,不妨把第一次比较和第二次比较的结果进行关联分析。为了描述方便,我们做出如下的假设(其他假设,同理)。第一步的的轻重关系为:A组(A1,A2,A3,A4) 轻于 B组(B1,B2,B3,B4)。第二步的轻重关系为:X组(C1,C2,C3,A1) 重于 Y组(A2,A3,A4,B1)。因为C1,C2,C3是正常的,如果A2,A3,A4也正常的话,那天平的方向不会改变才对呀。第二次比较却偏向了Y组。那就得出重要成果了:a)、次品球是A2,A3,A4中的一个。b)、次品球比较轻。(第一次比较的结果A组轻于B组)。
第二次比较后,绞尽脑汁得到的结果,让我们如释重负,命运再不济,也可以靠后天的努力来逆转的。相信自己,自信的进行第三次比较吧。把A2和A3放到天平进行比较,如果天平平衡,那A4就是次品。否则,根据第二步中的次品球和正品球的轻重关系,也轻易的得知A2,A3谁是次品球。
类似问题
描述 Description
找出灯对应开关
问题:房间里有三盏灯,屋外有三个开关,分别控制这三盏灯,只有进入房间,才能看到哪一个电灯是亮的。请问如何之进入房间一次,就能指明哪一个开关控制哪一个灯?
lz发现还有好多神奇的解法
小解:
三个灯: 打开两个灯, 过一会关闭一个. 进去看亮着的, 不亮但是发热的,不亮也不发热的 .区别出来.
四个灯: 打开两个灯, 过一会关闭一个, 然后打开一个新的灯, 不亮但是发热的, 亮但是 不发热的, 亮而且发热的, 不亮也不发热的. 区别出来.
这里有三个未知数,对应亮与不亮只有两个已知值,不能解这个问题。还需引进别的属性。
(1)引进开灯时间长短热的属性
A B C三盏灯 A开时间长一些然后关掉 B开时间短一些关掉 C不开 根据灯热的三个程度即可解决这个问题
A B C三盏灯 先把A长时间开一会 然后开B C不开 根据A是热的 B是亮的 C是不亮的 也可解决这个问题
(2)扩展亮这个属性
A B C三盏灯 进入房间给A灯接入电阻,(三个灯应该不是串联的,如果是串联的话,设三个开关就没有意义了) 开B灯 ,根据A灯不是很亮 B灯很亮 C灯不亮解决这个问题
A B C三盏灯 给三盏灯分布接入大小不等的电阻 根据灯的亮暗程度也可解决这个问题
(3)引入灯闪烁这个属性
根据闪烁的快慢。
总结:不能只有0和1的这两个概念,要有(0,1)这样的区间概念。
偏解:
三盏灯为恒温灯时:
把一个房间的灯拆掉一个,并在剩下两个灯泡之一蒙上有色纸(使两盏灯发出的光线不同)房门打开,窗帘不拉(应该可以从有开关的房间看到等是否亮),则
1、逐个试开关,发现灯没亮的就是控制拆掉那个的开关
2、根据灯光颜色判断开关
1.准备一个整流二极管。
2.进入带开关的房间,将开关编号为1,2,3号
3.设置1号开启,2号关闭,3号开关打开盖,将整流二极管串入回路,再开启。
4.到另一间房间,看见灯亮的是1号,不亮的是2号,闪烁亮的是3号。
[75道逻辑思维题以及其解法:
http://www.360doc.com/content/11/0103/13/4812461_83585246.shtml
http://wenku.baidu.com/view/04f8c6ed6294dd88d0d26b34.html\]