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十二个球称三次找出重量不等的那个球

荷锄随牧童遥指杏花村 140

前言:

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前几天有人提起很久远的题目,勾起我以前的回忆。题目是:12个外观相同的球,其中有一个重量与其他的球不同;给你一架天平,不用砝码,称重三次找出那个球,并且要知道那个球是比其他球轻还是重。

小时候乘凉时,大人就会提各种益智类的题目,其中就有这题。后来单位曾经风靡一时,许多人都在做。由于小时候的事情过去太久,早忘了怎么称的了,想了想也就没有很上心。直到有一天晚上,一位同事打电话问我,一下子激发了急智,在十分钟之内找到路径。

在回复了这位同事之后,我打电话给另一位同事。知道他有新的解法之后,我又找到另一种解题方法。

前两天在头条上看到网友提起,所有的回忆都涌上心头,就是想不起解题方法。现在终于想到三种方法。(为了叙述方便,我给每个球编号)

1 第一次取1-4#和5-8#分别放到天平两边

2 如果第一称是平的,说明1-8#球没问题,那个球肯定在9-12#球里。第二称就在1-8#里任选三个球,假设是1-3#,与9-11#称。

3.1 如果第二称仍时平的,我们可以锁定是12#球。第三称只要将12#球与其他任意一个球去称,如果12#球重就是重的坏球,如果轻就是轻的坏球。

3.2 如果第二称9-11#球轻,那么我们可以确定坏球在它们中间而且是轻的坏球。第三称要在三个球中确定一个。

因为三定一的方法后面会反复用到,这里详细介绍一下。三定一的运用有两种情况,这次用的是第一种。运用的条件是:确定在三个球之间,并且知道这三个球偏差的可能性。这里的9-11#中有一个轻的球,我们任选其中两个,比如是9#和10#。

如果是平的,则11#是轻的坏球;如果不平,轻的那个是坏球。

3.3 如果第二称9-11#球是重的,则可以确定三球中有一个重球,可以用三定一的方法确定。

4 困难的情况是如果第一称不平。所谓三种方法就是从不平之后的第二称开始。由于各种方法的第二称,天平两边分别是三颗球、四颗球、五颗球,所以就分别叫三球法、四球法、五球法。

为了便于叙述,我们确定重的一方为1-4#球。

第一称我们得到的结论是:坏球在1-8#中间;1-4#中有一个重球,或者5-8#中有一个轻球。

三球法 5 取1#、2#、5#放在天平的一边,另一边放3#、4#、6#。

三球法 6.1 如果天平是平的,坏球在7#、8#之间。第三称可以将它们放在天平的两边,轻的那个就是要找的球;也可以任取其中一个和其他球称。

三球法 6.2 如果1#这边重,那么3-5#可以排除。因为由第一称可知3#、4#只可能是重的,但现在它们在轻的一方,可排除;同样的,5#也不可能是轻的。剩下只有1#、2#是重球,或6#是轻球。

与前面的三定一不同。前面那次三个球是单边的,即只有轻的或重的,但不影响其运用。我们只须拿1#、2#分别放在天平两边。如果平,6#是轻球;如果不平,重的那个是坏球。

三球法 6.3 如果1#这边轻,用上述方法可以确定3#、4#重,或者5#轻,参照上面的方法可以轻松搞定。

四球法(传统方法)

四球法 5 天平的一边放上1-3#、5#,另一边是4#和9-11#。

四球法 6.1 平,可以确定6-8#有一个轻球,用三定一的方法可以确定。

四球法 6.2 1#球这边重。因为9-11#已经排除,只须在1-5#之间确定。5#不是轻球、4#不是重球,只可能在1-3#中有一个重球,用三定一的方法可以确定。

四球法 6.3 1#球这边轻。可能4#球重,也可能5#球轻。第三称在两个球中任选一个,和另外十个球中的任意一个放在天平两边。

五球法(印象中与当时想到的两边五颗球不一样,是不是还隐藏了其他的方法)

五球法 5 天平的一边是1-3#、5-6#,另一边是4#、9-12#。

五球法 6.1 如果天平是平的,那么只有7#、8#有问题。由第一称可知轻的那个是坏球。参见“三球法 6.1)

五球法 6.2 如果1#这边重,可以排除4#不重、5-6#不轻,那么1-3#有一个重球。用三定一的方法确定。

五球法 6.3 如果1#这边轻,那么可以排除1-3#是重球。可能4#球重,或者5#、6#有一个轻球,用三定一的方法确定。

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