智力問答題:稱球問題

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    12個球和一個天平,現(xiàn)知道只有一個和其它的重量不同,問怎樣稱才能用三次就找到那個球?(注意此題并未說明那個球的重量是輕是重,所以需要仔細考慮)
    參考答案:
    首先證明,如果有三個球P1,P2,P3,滿足,要么P1較重,要么P2,P3中有一個較輕,并且有2個標準球,則質(zhì)量不同的那個可以用一次天平找出。事 實上,取P1,P2與標準球比較,如果平衡則P3為較輕,如果P1,P2質(zhì)量之和大于標準球則P1為較重的球,如果P1,P2質(zhì)量之和小于標準球則P2為 較輕的球。同理可得,P1,P2,P3滿足要么P1較輕,要么P2,P3中有一個較重的情況同樣可以一次找出非標準球。
    先分成三批(標記為A、B、C組),每批4個,?。?,B兩批稱量。如果平衡,則質(zhì)量不同的球在C組,可以用兩次稱量找出(先取兩個與標準球作比較,如果平 衡再在余下的兩個中取一個與標準球作比較,如果不平衡,則在其中取一個與標準球作比較。)如果不平衡(不妨假定A組輕于B組),則C組為標準球。將A,B 排列如下
    1234
    A○○○○
    B○○○○
    取A1,A2,B1(A'組)與A3,A4,B4(B'組)分別放在天平兩邊稱量。如果A'組輕于B'組,則要么A1,A2中有較輕的,要么B4為較重 的,由前面的證明知,第三次稱量可以找出質(zhì)量不同的那個。如果A'組重于B'組,則要么B1為較重的,要么A3,A4中有較輕的,同樣可以找出質(zhì)量不同的 那個。如果平衡,則B2,B3中有較重的,分別放在天平兩端即可找出較重的。