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12只乒乓球
继续简单智力题:
有12只乒乓球,其中有一只是次品,次品和正常的乒乓球外观相同,仅重量有差别,可能比正常的轻,也可能比正常的重,现在有一个天平,求3次称出那只次品的方法。
目前想到的答案:
为方便说明,将乒乓球按照1-12编号。
第一步,将乒乓球分成3组,每组4只,例如(1,2,3,4),(5,6,7,8),(9,10,11,12),把第一组和第二组放上去称,可能会有3中结果:第1组比较重,平衡,第2组比较重。
先看比较简单的情况,如果刚好平衡,那么第1组和第2组共8只乒乓球都是正常的,次品肯定在第3组的4只乒乓球中,那么接下来2称就比较简单了,从第3组中任取2只(9,10),然后从第1组和第2组中也任取2只(8只都是正常的,假设去1和2),分别放在天平左右2边,如果平衡,那么次品肯定在剩下的11和12中,如果不平衡,那么次品肯定在9和10中。最后一次只要从2只中任取一只,和一只正常的比较,如果平衡,那么剩下的一只就是次品,如果不平衡,那么被取出来的那只就是次品。
现在来看第一称不平衡的情况,假设第1组比较重(第2组比较重的情况也是一样的)。首先,剩下的(9,10,11,12)这4只肯定是正常的。第2称,左边用9,10,11去替换1,2,3,然后把4和5交换,称一次。即天平左边是(5,9,10,11),天平右边是(4,6,7,8)。也有3种情况:左边重,刚好平衡,右边中。
分别讨论,(1)如果是右边重,那么次品肯定是在被交换的4和5中间的一只,最后一称只要那4和一只正常的比较,就可以判断4是次品还是5是次品。(2)如果还是左边重,那4和5都是正常的,由于左边剩下的9,10,11在第一称中就判断是正常的,那么次品肯定是在右边的6,7,8中的一只。而且次品肯定比正常的要轻(这个判断很重要),原因是左边4只正常,右边3只正常加一只次品,左边重,那么次品肯定是偏轻。第3称只要把6和7称一次,轻的那只即是次品,如果平衡,那么8是次品。(3)如果是平衡,那么次品很顶是被换下的1,2,3中的一只,而且次品肯定偏重,推理次品偏重的原因是第一称是左边中,次品在左边。那么如果炮制第3称,就可以在1,2,3中找到次品。
其实题目关键还是要抓住如果知道次品是偏轻还是偏重,那么只用1称就可以在3只备选中判断出次品,不然,1称最多只能在2只备选中判断出次品。
12只乒乓球