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9球1轻1重,4次判别问题的解法

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题目如下:
9个一模一样的小球,其中7个正常球重量一样,但是另外有1个偏重,1个偏轻,而且这个球加一起又和2个正常球一样重,给你一架没有砝码的天平,称量3次把这两个非正常球找出来,并说明哪个重哪个轻。 


解:将9个球分别标记为:a、b、c、d、e、f、g、h、i

第一次:abc-def    空闲:ghi

如果一样重,则第二次:adg-beh    空闲:cfi

显然不可能一样重

设左边重:
a重b轻,a重c轻,c重b轻,d重e轻,d重f轻,e重f轻,g重h轻,g重i轻,i重h轻

第三次:
abd-efg    空闲:chi
如左边重:
则有:a重c轻,d重e轻,d重f轻
第四次:e-f。如e重,则d重f轻;如f重,则d重e轻;如一样重,则a重c轻。

如右边重:
则有:c重b轻,g重h轻,g重i轻
第四次:h-i。如h重,则g重i轻;如i重,则g重h轻;如一样重,则c重b轻。

如一样重:
则有:a重b轻,e重f轻,h重i轻
第四次:a-e。如a重,则a重b轻;如e重,则e重f轻;如一样重,则h重i轻。


现在来看第一次不是一样重的情况。
不妨设abc>def    空闲:ghi

第二次:adg-beh    空闲:cfi

如果左边重:
则a重e轻,a重f轻,a重h轻,a重i轻,c重e轻,c重h轻,g重e轻,g重f轻,i重e轻。
如果右边重:
则b重d轻,b重f轻,b重g轻,b重i轻,c重d轻,c重g轻,h重d轻,h重f轻,i重d轻。
如果一样重:
则a重d轻,a重g轻,g重d轻,b重e轻,b重h轻,h重e轻,c重f轻,c重i轻,i重f轻。

可以看到,左边重和右边重的情况是对称的。因此不讨论右边重的情况。

当左边重时:
第三次:abe-dfg 空闲:chi
如左边重:
则有:a重f轻,a重h轻,a重i轻
第四次:f-h。如f重,则a重h轻;如h重,则a重f轻;如一样重,则a重i轻。

如右边重:
则有:c重e轻,g重e轻,i重e轻
第四次:c-g。如c重,则c重i轻;如g重,则g重e轻;如一样重,则i重e轻。

如一样重:
则有:a重e轻,g重f轻,c重h轻
第四次:a-g。如a重,则a重e轻;如g重,则g重f轻;如一样重,则c重i轻。

当一样重时:
第三次:adh-bei    空闲:cdf

如左边重:
则有:a重g轻,h重e轻,c重i轻
第四次:a-h。如f重,则a重g轻;如h重,则h重e轻;如一样重,则c重i轻。

如右边重:
则有:b重h轻,g重d轻,i重f轻
第四次:b-g。如b重,则b重h轻;如g重,则g重d轻;如一样重,则i重f轻。

如一样重:
则有:a重d轻,b重e轻,c重f轻
第四次:a-b。如a重,则a重d轻;如b重,则b重e轻;如一样重,则c重f轻。

解答完毕。


IP属地:上海1楼2008-06-23 17:56回复
    • 125.115.60.*
    解的蛮漂亮的。9个球,一轻一重有9*8/2*2=72种情况,称量三次可以得到3*3*3*3=81,显示在理论上是有解的。
    abc 对def 空ghi,称量的结果将总体72种情况分成了三大类,
    两边平衡18种情况,左边重27种情况,右边重27种情况,显然余下的三次称量的最好结果可以求解出27种情况。左右各27种情况对称,我们只要求解出一种九够了。关键就是第二次称量要将27种情况分成9、9、9;吧主厉害做到了这点。


    2楼2009-02-18 08:22
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