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12个乒乓球称重3次寻找次品的计算题,可真是难为我了

  前几天在地铁上看到一道题:12个乒乓球,一个次品,用无砝码天平称三次,找出次品。
  按照标准的二分法其实次数应该是比3次多的,所以这是一道蛮有意思的思维训练题,在地铁上我也开启了训练模式。
  我的初步思路是分成4份,在脑子里算了半天,感觉找到了窍门,还窃喜了半天。
  到了办公室拿出笔记算了下,还差一点,也就是临门一脚的一个场景是不满足的。
  第一个失败的思路如下:
  12个乒乓球分成4份,以3个为单位,标记为ABCD
  左边3个为一组进行测量,即AB进行测量
  1。左重A重说明CD是平衡的
  1。1A和C测量一次
  A重说明次品是重的对A里面的3个球测量一次即可得到
  A轻逻辑不通
  平衡说明次品是轻的对B里面的3个球测量一次即可得到
  2。左轻A轻说明CD是平衡的
  2。1A和C测量一次
  A重逻辑不通
  A轻说明次品是轻的对A里面的球进行测量一次
  平衡说明次品是重的对B测量一次
  3。平衡
  说明CD是不平衡的
  3。1拿A和C测量一次
  A重说明次品是轻的在C中测量一次
  A轻说明次品是重的在C中测量一次
  平衡说明次品在D中但是轻重未知
  拿出2个小球测量
  仅在平衡时能够得到次品小球???
  第二次继续尝试,转换思路,分成3组,感觉好一点了,没想到逐步带入测试,还是发现了自己思维的瓶颈。
  第二次失败的思路如下:
  12个乒乓球分成3份,以4个为单位,标记为ABC
  左边4个为一组进行测量,即AB进行测量
  1。左重A重则C是没有次品的
  1。1A和C测量一次
  A重说明次品是重的对A里面的3个球测量一次即可得到
  A轻逻辑不通
  平衡说明次品是轻的对B里面的3个球测量一次即可得到
  2。左轻A轻则C是没有次品的
  2。1A和C测量一次
  A重逻辑不通
  A轻说明次品是轻的对A里面的球进行测量一次
  平衡说明次品是重的对B测量一次
  3。平衡
  说明C中含有次品
  3。1把C分成2分进一步比对,分为D,E两部分
  D重说明次品是轻的在C中测量一次
  D轻说明次品是重的在C中测量一次
  平衡说明次品在D中但是轻重未知
  拿出2个小球测量
  仅在平衡时能够得到次品小球
  所以重新振作,转换思路。
  简化为一个最简单的问题,如果我知道乒乓球次品是重的,
  2个乒乓球比较,1次能够比较出来。
  3个乒乓球比较,1次能够比较出来
  如果不知道乒乓球次品是轻还是重
  2个乒乓球比较,无法得知
  3个乒乓球比较,2次可以比较出来
  同时在思路方面,也确实存在不够灵活的情况,如果通过图示的方式,其实整个过程就很清晰了。如下是一个网友的回答,直接拿图过来。
  简单解释下。
  把乒乓球分成3组,即ABC三组。
  首先AB进行对比,
  如果平衡,则从A组(取3个乒乓球),和C组(取3个乒乓球)进行对比
  1。如果平衡,则明显属于图中的第3步,即C组的第4个乒乓球是次品。
  2。如果不平衡,则根据天平的倾斜方向得知次品轻重,在C组(3个乒乓球)中称取一次即可推断。
  如果不平衡,此时无法得知次品是轻是重,可以从A组(取3个乒乓球)和B组(去3个乒乓球)进行对比
  1。如果平衡,则根据上一次的轻重得知次品是轻是重,从A组剩下的1个和B组剩下的1个继续对比1次即可得到。
  2。如果不平衡,则根据上一次的轻重得知次品是轻视重,从A组或者B组(视轻重而论)的3个小球称取1次即可得到。
  至此,我做了下简单的总结:
  1)我离成功很近了,但是还是没有绕出思维的桎梏
  2)选择图的方式表达会更加清晰
  3)图里面对于轻重的部分做了弱化,反而能够使得问题的表达模式更简单。
  4)如果是13个球,更多的球,该如何进行计算
  5)如果能够得到一种通用模型,哪怕是比二分法略好一点,都是一种很大的改进

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