有12个硬币,其中有一个假的(不知道是比真的硬币重还是轻),现在用天平(没砝码)称3次以内知道那个假

有12枚硬币,其中有一颗是假币,和一架无砝码和刻度的天平,称3次,找出假币并且算出比真币重还?C

称球问题——经典智力题推而广之三

异调


说明

这篇文章试图给出称球问题的一个一般
的和严格的解答。正因为需要做到一般和严
格,就要考虑许多平时遇不到的特别情形,
所以叙述比较繁琐。如果对读者对严格的证
明没有兴趣,可以只阅读介绍问题和约定记
号的第一、第二节,以及第三节末尾27个球
的例子,和第五节13个球和40个球的解法。
事实上所有的技巧都已经表现在这几个例子
里了。

一、问题

称球问题的经典形式是这样的:

“有十二个外表相同的球,其中有一个坏球,它的重量和其它十
一个有轻微的(但是可以测量出来的)差别。现在有一架没有砝码的
很灵敏的天平,问如何称三次就保证找出那个坏球,并知道它比标准
球重还是轻。”

这可能是网上被做过次数最多的一道智力题了。它的一种解法如
下:

将十二个球编号为1-12。

第一次,先将1-4号放在左边,5-8号放在右边。
1.如果右重则坏球在1-8号。
第二次将2-4号拿掉,将6-8号从右边移到左边,把9-11号放
在右边。就是说,把1,6,7,8放在左边,5,9,10,11放在右边。
1.如果右重则坏球在没有被触动的1,5号。如果是1号,
则它比标准球轻;如果是5号,则它比标准球重。
第三次将1号放在左边,2号放在右边。
1.如果右重则1号是坏球且比标准球轻;
2.如果平衡则5号是坏球且比标准球重;
3.这次不可能左重。
2.如果平衡则坏球在被拿掉的2-4号,且比标准球轻。
第三次将2号放在左边,3号放在右边。
1.如果右重则2号是坏球且比标准球轻;
2.如果平衡则4号是坏球且比标准球轻;
3.如果左重则3号是坏球且比标准球轻。
3.如果左重则坏球在拿到左边的6-8号,且比标准球重。
第三次将6号放在左边,7号放在右边。
1.如果右重则7号是坏球且比标准球重;
2.如果平衡则8号是坏球且比标准球重;
3.如果左重则6号是坏球且比标准球重。
2.如果天平平衡,则坏球在9-12号。
第二次将1-3号放在左边,9-11号放在右边。
1.如果右重则坏球在9-11号且坏球较重。
第三次将9号放在左边,10号放在右边。
1.如果右重则10号是坏球且比标准球重;
2.如果平衡则11号是坏球且比标准球重;
3.如果左重则9号是坏球且比标准球重。
2.如果平衡则坏球为12号。
第三次将1号放在左边,12号放在右边。
1.如果右重则12号是坏球且比标准球重;
2.这次不可能平衡;
3.如果左重则12号是坏球且比标准球轻。
3.如果左重则坏球在9-11号且坏球较轻。
第三次将9号放在左边,10号放在右边。
1.如果右重则9号是坏球且比标准球轻;
2.如果平衡则11号是坏球且比标准球轻;
3.如果左重则10号是坏球且比标准球轻。
3.如果左重则坏球在1-8号。
第二次将2-4号拿掉,将6-8号从右边移到左边,把9-11号放
在右边。就是说,把1,6,7,8放在左边,5,9,10,11放在右边。
1.如果右重则坏球在拿到左边的6-8号,且比标准球轻。
第三次将6号放在左边,7号放在右边。
1.如果右重则6号是坏球且比标准球轻;
2.如果平衡则8号是坏球且比标准球轻;
3.如果左重则7号是坏球且比标准球轻。
2.如果平衡则坏球在被拿掉的2-4号,且比标准球重。
第三次将2号放在左边,3号放在右边。
1.如果右重则3号是坏球且比标准球重;
2.如果平衡则4号是坏球且比标准球重;
3.如果左重则2号是坏球且比标准球重。
3.如果左重则坏球在没有被触动的1,5号。如果是1号,
则它比标准球重;如果是5号,则它比标准球轻。
第三次将1号放在左边,2号放在右边。
1.这次不可能右重。
2.如果平衡则5号是坏球且比标准球轻;
3.如果左重则1号是坏球且比标准球重;

够麻烦的吧。其实里面有许多情况是对称的,比如第一次称时的
右重和右轻,只需考虑一种就可以了,另一种完全可以比照执行。我
把整个过程写下来,只是想吓唬吓唬大家。

稍微试一下,就可以知道只称两次是不可能保证找到坏球的。如
果给的是十三个球,以上的解法也基本有效,只是要有个小小的改动,
就是在这种情况下,在第一第二次都平衡的时候,第三次还是有可能
平衡(就是上面的第2.2.2步),那么我们可以肯定坏球是13号球,可
是我们没法知道它到底是比标准球轻,还是比标准球重。如果给的是
十四个球,我们会发现无论如何也不可能只称三次,就保证找出坏球。

一个自然而然的问题就是:对于给定的自然数N,我们怎么来解有
N个球的称球问题?

在下面的讨论中,给定任一自然数N,我们要解决以下问题:
⑴找出N球称球问题所需的最小次数,并证明以上所给的最小次数的确
是最小的;
⑵给出最小次数称球的具体方法;
⑶如果只要求找出坏球而不要求知道坏球的轻重,对N球称球问题解决
以上两个问题;

还有一个我们并不是那么感兴趣,但是作为副产品的问题是:
⑷如果除了所给的N个球外,另外还给一标准球,解决以上三个问题。
二、记号

我们先不忙着马上着手解决上述问题。先得给出几个定义,尤其
是,要给出比较简单的符号和记法。大家看到上面给出的解法写起来
实在麻烦——想象一下如果我们要用这种方法来描述称40个或1000个
球的问题!

仍旧考虑十二个球的情况和上面举的解法。在还没有开始称第一
次时,我们对这十二个球所知的信息就是其中有一或较轻,或较重的
坏球,所以以下24种情况都是可能的:
1. 1号是坏球,且较重;
2. 2号是坏球,且较重;
……
12. 12号是坏球,且较重;
13. 1号是坏球,且较轻;
14. 2号是坏球,且较轻;
……
24. 12号是坏球,且较轻。
没有其他的可能性,比如说“1、2号都是坏球,且都较重”之类。当
我们按上面解法“先将1-4号放在左边,5-8号放在右边”称过第一次
以后,假设结果是右重,稍微分析一下,就会知道上面的24种情况中,
现在只有8种是可能的,就是
1. 1号是坏球,且较轻;
2. 2号是坏球,且较轻;
3. 3号是坏球,且较轻;
4. 4号是坏球,且较轻;
5. 5号是坏球,且较重;
6. 6号是坏球,且较重;
7. 7号是坏球,且较重;
8. 8号是坏球,且较重。
我们把诸如“1号是坏球,且较重,其他球都正常”和“2号是坏球,
且较轻,其他球都正常”这样的情况,称为一种“布局”,并记为:
(1重) 和 (2轻)
我们把“先将1-4号放在左边,5-8号放在右边”这样的步骤,称为一
次“称量”。我们把上面这次称量记为
(1,2,3,4; 5,6,7,8)

(1-4; 5-8)
也就是在括号内写出参加称量的球的号码,并且以分号分开放在左边
和放在右边的球号。在最一开始,我们有24种可能的布局,而在经过
一次称量(1-4; 5-8)后,如果结果是右重,我们就剩下上述8种可能
的布局。我们的目的,就是要使用尽量少的称量,而获得唯一一种可
能的布局——这样我们就知道哪个球是坏球,它是比较重还是比较轻。

这里我们注意到没有必要去考虑两边球数不相等的称量。因为坏
球和标准球重量之间的差别很小,小于标准球的重量,所以当天平两
边球数不一样时,天平一定向球比较多的那边倾斜。所以在进行这样
一次称量之前,它的的结果就可以被预料到,它不能给我们带来任何
新的信息。事实上在看完本文以后大家就很容易明白,即使坏球和标
准球重量之间的差别很大,也不会影响本文的结论。因为考虑这种情
况会使问题变麻烦,而并不能带来有趣的结果,我们就省略对此的考
虑。

现在我们看到,上面关于十二个球问题的解法,其实就是由一系
列称量组成的——可不是随随便便的组合,而是以这样的形式构成的:
称量1
如果右重,则
称量3
……
如果平衡,则
称量2
……
如果左重,则
称量4
……
省略号部分则又是差不多的“如果右重,则……”等等。所以这就提
示我们用树的形式来表示上面的解法:树的根是第一次称量,它有三
个分支(即三棵子树,于是根有三个子节点),分别对应着在这个称
量下的右重、平衡、左重三种情况。在根的三个子节点上,又分别有
相应的称量,和它们的三个分支……如果具体地写出来,就是

|--右--( 1轻)
|--右--(1 ; 2)|--平--( 5重)
| |--左--( )
|
| |--右--( 2轻)
|--右--(1,6-8; |--平--(2 ; 3)|--平--( 4轻)
| 5,9-11)| |--左--( 3轻)
| |
| | |--右--( 7重)
| |--左--(6 ; 7)|--平--( 8重)
| |--左--( 6重)
|
| |--右--(10重)
| |--右--(9 ;10)|--平--(11重)
| | |--左--( 9重)
| |
| | |--右--(12重)
(1-4;5-8)|--平--(1-3; |--平--(1 ;12)|--平--(13轻, 13重)*
| 9-11)| |--左--(12轻)
| |
| | |--右--( 9轻)
| |--左--(9 ;10)|--平--(11轻)
| |--左--(10轻)
|
| |--右--( 6轻)
| |--右--(6 ; 7)|--平--( 8轻)
| | |--左--( 7轻)
| |
| | |--右--( 3重)
|--左--(1,6-8; |--平--(2 ; 3)|--平--( 4重)
5,9-11)| |--左--( 2重)
|
| |--右--( )
|--左--(1 ; 2)|--平--( 5轻)
|--左--( 1重)
(*:对应十三个球的情形。)
这里“右”、“平”和“左”分别表示称量的结果为“右重”、“平
衡”和“左重”所对应的分支。在树的叶子(就是最右边没有子节点
的那些节点)部分,我们标出了“能够到达”这些节点的布局,也就
是说在进行每一节点上的称量时,这个布局所给的结果和通往相对应
的叶子的道路上所标出的“右”、“平”和“左”相符合。从这个图
我们也可以清楚地看到,根下的左分支和右分支是对称的:只需要把
所有的“右”改成“左”,“左”改成“右”,“轻”改成“重”,
“重”改成“轻”;节点(1-3; 9-11)下的左分支和右分支也有这个
特点。

(如果有朋友对树理论感兴趣,可以参考随便哪一本图论或者离
散数学的书。在这里我们只用到树理论里最基本的知识,所用的名词
和结论都是相当直观的。所以如果你不知道树理论,用不着特别去学
也可以看懂这里的论证。)

所以给定一棵三分树(就是说除了叶子以外其他的节点都有三个
子节点的树),在每个不是叶子的节点上给定一个称量,并且规定这
个节点下的三个分支(子树)分别对应右重、平衡、左重的情况,我
们就得到了一种称球的方法。我们把这样一棵三分树称为一个“策略”
或一棵“策略树”。你可以给出一个平凡的策略,比如说无论发生了
什么事总是把1号和2号球放在左右两侧来称(在叶子上我们没有写出
相应的布局,用@来代替):

|--右--@A
|--右--(1; 2)|--平--@
| |--左--@
|
| |--右--@
(1; 2)|--平--(1; 2)|--平--@
| |--左--@
|
| |--右--@B
| |--右--(1; 2)|--平--@
| | |--左--@
| |
| | |--右--@
|--左--(1; 2)|--平--(1; 2)|--平--@
| |--左--@
|
| |--右--@
|--左--(1; 2)|--平--@
|--左--@

当然这么个策略没什么用场,只能让我们知道1号球和2号球之间的轻
重关系。另外我们看到,每个分支不一定一样长,上面这棵策略树根
下面左分支就比较长。

一棵树的高度是叶子到根之间的结点数的最大值加一。比如说上
面这个图中,叶子A和根间有1个节点,而叶子B和根间有2个节点,没
有和根之间的节点数超过2的叶子。所以它的高度是2+1=3。前面十二
球解法策略树的高度也是3。一棵没有任何分支,只有根节点的树,我
们定义它的高度是0。

显然,策略树的高度就是实行这个策略所需要的称量的次数。我
们的目的,就是找到一棵“好”的策略树,使得它的高度最小。

什么是“好”策略?我们回过头来再看十二球解法策略树。我们
说过,叶子上的那些布局都是从根开始通向叶子的。比如说布局(7重),
它之所以在那片叶子上是因为按照这个策略,三次称量的结果是“右
左右”;又比如说布局(11重),它之所以在那片叶子上是因为按照这
个策略,三次称量的结果是“平右平”。如果两个布局通向同一片叶
子,那么就是说按照这个策略,三次称量的结果是完全一样的,于是
我们就不能通过这个策略来把这两种布局区分开来。比如说在十三个
球的情况下,(13轻)和(13重)都通向和“平平平”相对应的叶子,这
两个布局中13号球或者轻或者重,于是我们知道13号球一定是坏球,
但是通过这个策略我们不可能知道它到底是轻还是重。

所以对于标准的称球问题(找出坏球并知其比标准球重或轻)的
“好”策略,就是那些能使不同的布局通向不同的叶子的策略。
三、每个球都已知可能为轻或可能为重的情况

先引入一个记号:对于任意实数a,我们用{a}表示大于等于a的最
小整数,比如说{2.5}=3,{4}=4;我们用[a]表示小于等于a的最大整
数,比如说[2.5]=2,[4]=4。

我们首先考虑这样一种布局的集合。假设m,n为两个非负实数,
不同时为0。在编号从1到m+n的m+n个球中,我们知道1到m号球要么是
标准球,要么比标准球重,而m+1到m+n号球要么是标准球,要么比标
准球轻;我们还知道其中有一个是坏球(但不知轻重)。换句话说,
我们知道真实的情况是以下m+n种布局之一:
1. 1号是坏球,且较重;
2. 2号是坏球,且较重;
……
m. m号是坏球,且较重;
m+1. m+1号是坏球,且较轻;
m+2. m+2号是坏球,且较轻;
……
m+n. m+n号是坏球,且较轻。
有一种特殊的情况是m=0或n=0,也就是说坏球的是轻还是重已经知,常
常被用来单独作为智力题。

结论1:
1)在以上条件成立的情况下,要保证在m+n个球中找出坏球并知道
其轻重,至少需要称{log3(m+n)}次。
2)如果m和n不同时为1,那么称{log3(m+n)}次就足够了。如果
m=n=1,并且另有一标准球,那么称{log3(m+n)}={log3(1+1)}=1
次也足够了。

这里log3表示以3为底的对数。

需要对2)作点说明。如果m=n=1而没有标准球的话,那么是永远也
称不出坏球来的。把两个球一边一个放在天平上,必然是1号重2号轻。
但是由于没有标准球,我们无法知道是坏球比较重所以1号是坏的,还
是坏球比较轻所以2号是坏的。如果有标准球,只要把1号球和标准球
比较一下。如果天平不平衡,那么1号球是坏球,且比较重;如果天平
平衡,那么2号球是坏球,且比较轻。策略树如下:(用s表示标准球)

|--右--( )
|
|
(1; s)|--平--(2轻)
|
|
|--左--(1重)

现在来证明1)。在上面我们看到,可能的布局是m+n种(1重,2重,
……,m重,m+1轻,m+2轻,……,m+n轻)。假设我们已经有一个策
略能保证在这m+n个球中找出坏球并知道其轻重,那么每一个布局都要
通向策略树上的不同叶子,这棵策略树至少需要有m+n片叶子。但是一
棵高度为H的三分树最多只能有3H片叶子。于是这棵策略树必须满足条

3H ≥ m+n
也就是
H ≥ log3(m+n)
考虑到H是整数,我们就证明了
H ≥ {log3(m+n)}

现在我们要具体找到一棵高度为{log3(m+n)}的策略树,使得m+n
种布局通向它的不同叶子。我们对k=m+n使用数学归纳法。

首先k=1。那么称都不要称,因为必有一坏球,那么坏球就是唯一
的1号球。如果是m=1,n=0,那么1号球比较重;如果是m=0,n=1,那
么1号球比较轻。需要的称量次数为{log3(1)}=0。

对于k=2。m=1,n=1的情况已经讨论过了。考虑m=2,n=0。这时我
们知道坏球比较重。只要把1号球和2号球放在天平两边一称,哪个比较
重哪个就是坏球。策略树如下:

|--右--(2重)
|
|
(1; 2)|--平--( )
|
|
|--左--(1重)

m=0,n=2的情况完全类似。

假设对于m+n<k的情况我们都可以用{log3(k)}次称出坏球。考虑
m+n=k的情况。我们把1到m号球称为第一组球,m+1到n号球称为第二组
球。

设H={log3(m+n)}={log3(k)}。那么我们有
3H-1 < k ≤ 3H
3H-2 < k/3 ≤ 3H-1
3H-2 < {k/3} ≤ 3H-1
于是
{log3{k/3}}=H-1。

现在我们把这k个球分为三堆,第一堆和第二堆分别有{k/3}个球,
并且这两堆中属于第一组的球的数目一样(于是属于第二组的球的数
目也一样),第三堆中有k-2{k/3}个球(也就是其余的球)。举一个
例子,如果m=7,n=3,那么这三堆可以分成这样:(当然不是唯一的
分法)
第一堆:1,2,3,7 (属于第一组的3个,第二组的1个)
第二堆:4,5,6,8 (属于第一组的3个,第二组的1个)
第三堆:9,10

这样的分堆总是可能的吗?如果m或n是偶数,那就很简单。比如
说假设m是偶数,有两种可能性。如果m/2≥{k/3},那么就从第一组球
中各取{k/3}个球作为第一和第二堆(这时在第一第二堆中只有第一组
的球);如果m/2<{k/3},那么就把第一组球分为相同的m/2个球的两
堆,再分别用{k/3}-m/2个第二组球去把它们补充成{k/3}个球的两堆
(这时在第三堆中就只有第二组的球了)。很显然这样的分堆符合上
面的要求。

如果m和n都是奇数,事情就有点复杂。首先如果(m-1)/2≥{k/3}
的话,那么按上面的方法也很容易把球按要求分为三堆。但是如果
(m-1)/2<{k/3},我们就必须先从第一组中各拿出(m-1)/2个球放入第
一和第二堆,再从第二组中各拿出{k/3}-(m-1)/2个球将它们补充到各
有{k/3}个球为止。这就需要从第二组中总共拿得出2({k/3}-(m-1)/2)
个球来。所以必须有
2({k/3}-(m-1)/2) ≤ n

2{k/3} ≤ (m-1)+n
2{k/3} ≤ k-1
这个不等式在k=3或k>4时总是成立的,但是对k=4就不成立。所以我
们要对k=4且m,n都是奇数的情况作特殊处理。我们只需考虑m=3,n=1
这种情况。把1号球和2号球放在天平两端,如果不平衡,那么较重的
那个是坏球;如果平衡,那么把1号球和3号球放在天平两端,平衡则
4号球为坏球且较轻,不平衡则3号球为坏球且较重。策略树如下:

|--右--(2重)
|
| |--右--(3重)
(1; 2)|--平--(1; 3)|--平--(4轻)
| |--左--( )
|
|--左--(1重)

m=1,n=3的情况完全类似。

于是现在我们就可以毫无障碍地假设,我们已经将m+n=k个球分为
这样的三堆:第一堆和第二堆分别有{k/3}个球,并且这两堆中属于第
一组的球的数目一样(于是属于第二组的球的数目也一样),第三堆
中有k-2{k/3}个球(也就是其余的球)。

我们把第一堆球和第二堆球分别放在天平的左右两端。如果平衡,
那就说明坏球在第三堆里,这样我们就把问题归结为一个k-2{k/3}个
球的问题;如果右边比较重,那么我们得到结论:要么是坏球比较轻,
并且它在第一堆中的第二组球,也就是可能较轻的那些球中,要么是
坏球比较重,并且它在第二堆中的第一组球,也就是可能较重的那些
球中,下面它就归结为一个{k/3}个球的问题了;如果是左边比较重,
那么我们也完全类似地将问题归结为一个{k/3}个球的问题。开始的策
略树如下:(小球的编号作了适当变化:假设1,2,……,s为第一堆
中的第一组球,1',2'……,s'为第二堆中的第一组球,(s+1),……
为第一堆中的第二组球,(s+1)'为为第二堆中的第二组球)

归结为坏球在
|--右--(1',2',……,s',s+1,……)中
| 的问题({k/3}个球)
|
|
(1,2,……,s,s+1,……; |
1',2',……,s',(s+1)',……)|--平--归结为坏球在第三堆中的问题
| (k-2{k/3}个球)
|
| 归结为坏球在
|--左--(1,2,……,s,(s+1)',……)中
的问题({k/3}个球)

考虑到k-2{k/3}≤{k/3},另外此次称量后我们至少可以得到一个标准
球(如果不平衡,第三堆里的球均为标准球,否则第一第二堆里的球
均为标准球)。根据归纳假设,上面得到“左”、“平”、“右”三
种情况归结后的问题都可以用{log3{k/3}}=H-1次的称法来解决。所
以加上这第一次称量,k个球只需{log3(k)}次称量就可以找出坏球。

在这节的最后我们给出一个具体的例子:如果有27个球,其中有
一个坏球,而且已知第一堆1-14号球如果其中一个是坏球,那么它比
标准球重,第二堆15-27号球如果其中一个是坏球,那么它比标准球轻。
根据结果1,我们知道只要[log3(27)]=3次就可以找出坏球。

按照上面的称法,首先将27个球分为三堆,第一第二堆的个数为
{27/3}=9个球,而且其中分别属于第一和第二组的球的个数相同。于
是我们可以取:
第一堆: 1-7,15-16
第二堆:8-14,17-18
第三堆:19-27
现在把第一和第二堆放在天平左右两端,如果平衡,我们就归结为在
19-27号9个球中其中有个较轻坏球的问题;如果右边重,我们就归结
为坏球在8-14,15-16中的问题;如果左边重,我们就归结为坏球在
1-7,17-18中的问题。这三种情况都是9个球的问题。

|--右--归结为坏球在8-14,15-16中的问题
|
|
(1-7,15-16; |
8-14,17-18|--平--归结为坏球在19-27中的问题
|
|
|
|--左--归结为坏球在1-7,17-18中的问题


三种情况中我们只具体做一种:坏球在1-7,17-18中的问题。同
样地我们将其分为三堆
第一堆:1-3
第二堆:4-6
第三堆:7,17-18
照上面类似地我们有策略树

|--右--归结为坏球在4-6中的问题
|
|
(1-3; 4-6)|--平--归结为坏球在7,17-18中的问题
|
|
|--左--归结为坏球在1-3中的问题

于是变成了3个球的问题,解决方法就很显然了,我们把上面的策略树
写完整:

|--右--( 5重)
|--右--(4 ; 5)|--平--( 6重)
| |--左--( 4重)
|
| |--右--(17轻)
(1-3; 4-6)|--平--(17;18)|--平--( 7重)
| |--左--(18轻)
|
| |--右--( 2重)
|--左--(1 ; 2)|--平--( 3重)
|--左--( 1重)

类似地我们写出坏球在8-14,15-16中的问题的策略树:

|--右--(12重)
|--右--(11;12)|--平--(13重)
| |--左--(11重)
|
| |--右--(15轻)
(8-10;11-13)|--平--(15;

假设6枚硬币为ABCDEF,
第一次 AB--CD,如果平了说明坏硬币在ef中,用好的硬币分两次与EF上天平,不平的就是坏硬币,并且坏硬币是重还是轻也同时判明了。
第一次如果不平,坏硬币在其中,这时候要记住是AB重还是CD重。EF是好的。
第二次用EF和AB上天平比较,如果平了,那么坏的在CD中。第三次用E和C上天平称,如果平了说明D是坏的,根据第一次的称重结果,就可以得出其是重的还是轻的。反之不平,就是C是坏的,其是重还是轻也就有结论了。
第二次仍旧不平,坏的就是AB其中之一,第三次用E和A比较,如果平了,坏的是B,轻重根据第一次比较结果一致。不平就不必说了,就是A。

12个硬币分3组,先把1-4和5—8,放两边称(第1次)有3种可能,
第一种,1-4=5-8。第2种,1-4〉5-8。第3种,1-4〈5-8。
先说1-4=5-8。在1-8里面那出3个,如148和91011称(第2次)
还有3种可能,148=91011。148〉91011。148〈91011。
148=91011。说明1-11全是规则硬币,12是不规则的,在用1和12称一次(第3次)
1〈12,12是不规则的而且轻。1〉12,12是不规则的而且重。
148〉91011。说明不规则硬币在9-11里面,而且轻。用9和10称一次(第3次)
9=10,11是不规则硬币。9〉10,10是不规则硬币。9〈10,9是不规则硬币。
148〈91011。说明不规则硬币在9-11里面,而且重。用9个10称一次(第3次)
9=10,11是不规则硬币。9〉10,9是不规则硬币。9〈10,10是不规则硬币。

在说1-4〉5-8(这是第1次称的),这说明1-4里面有重的,或5-8
里面有轻的。9-12全是规则的。先把4和8去掉,把剩下的全部硬币分成2组。
12569一组,37101112一组。把这两组在称一次(第2次称)有3种可能,
12569〉37101112。12569〈37101112。12569=37101112。
先说12569〉37101112。在1-4〉5-8的前提下,这里56不可能重,3不可能轻,9-12全是规则硬币。那就是1,2有一个重或7轻,把1和2称一下。
(第3次)。1=2,7轻。1>2,1重。1<2,2重。
在说12569〈37101112。在1-4〉5-8的前提下,这里1,2不可能重,7不
可能轻,9-12全是规则硬币。那就是5,6有一个轻或3重,把5和6称一下。
(第3次)。 5=6,3重。5>6,6轻。5<6,5轻。
在说12569=9101112。在1-4〉5-8的前提下,4重或8轻。用1和4称一下。(第3次)1=4,8轻。1〈4,4重。
最后1-4〈5-8。用上面1-4〉5-8的方法,就能找出哪个是异常硬币。

1。先分成A、B、C 3组,每组4个。称其中 A、B 两组。如果天平不平就可以知道4个“可能重”,4个“可能轻”,4个“肯定标准”,请分别标记。如果天平平衡就知道8个“肯定标准”,4个“可能轻或重”,同样要分别标记。

2。这步最关键也最难想到:3组中每组取出3个轮换。就是A组中取出3个放入B组,B组中取3个到C组,C组中取3个到A组。并分清新来的3个和原来的1个。再称A、B 两组。就可以把可疑范围缩小到3个,并知道那个“坏蛋”是轻还是重。

3。这已经不成问题了吧? :)

把12个硬币,分成四份,每份3个。
首先,取固定的一份分别与另外三份称中的两份称,
这里要称两次,
如果两次都是平衡,证明这个假的在没有称的那份里面
如果一只有一 平衡,证明这个假的在那个不平衡的那份里面
如果两次都不平衡,证明这个假的在我们刚刚选的固定的那一份里面

好,那么现在知道假的在那一个里面了
那一份只有3个
用上面同样了方法,选两个称。
如果平衡,最后那个是假的。
如果不平衡的话,
我们在这一次判断假的要哪一份时,我们还可以判断假的是重还是轻。
那么我们就能知道哪个是假的啦

不行,最少要三次

有12个硬币,其中有一个假的(不知道是比真的硬币重还是轻),现在用天 ...
答:在说12569〈37101112。在1-4〉5-8的前提下,这里1,2不可能重,7不 可能轻,9-12全是规则硬币。那就是5,6有一个轻或3重,把5和6称一下。(第3次)。 5=6,3重。5>6,6轻。5<6,5轻。在说12569=9101112。在1-4〉5-8的前提下,4重或8轻。用1和4称一下。(第3次)1=4,8轻...

有十二枚硬币,有一枚是假的(不知道是轻还是重),有一个天平(没有砝码...
答:将硬币分为3堆,每堆4个。第一次将第一堆与第二堆称,如果两堆平衡,则假硬币在第三堆,将第三堆中其中一枚硬币与第二称,如果相等,则第三枚是假的。如果不相等,则让第三枚硬币与其中一枚对换,然后再称,如果同第一次称的方向相同,则没换出去的硬币是假的。

12个硬币有一假币。两者重不同,不知重还轻。真币一样。不用砝码在天平...
答:2.如果平衡则坏球为12号。第三次将1号放在左边,12号放在右边。1.如果右重则12号是坏球且比标准球重;2.这次不可能平衡;3.如果左重则12号是坏球且比标准球轻。3.如果左重则坏球在9-11号且坏球较轻。第三次将9号放在左边,10号放在右边。1.如果右重则9号是坏球且比标准球轻;2.如果...

12个硬币,其中一个是假的,不知是轻还是重。用天平称三次,怎样称可以称...
答:假的肯定重量会轻或重 第一次:把十二只球分成三组,每组四个,先拿两组上天平,这时有两种情况:天平平衡、不平衡。1、平衡:说明不正常的球在剩下的四个里,从这四个球里拿出三个放上天平一边、另一边放上三个正常的球称第二次,这时也有天平平衡和不平衡两种情况,如果平衡,那剩下的那一个...

有十二个一块钱的硬币,其中里面有一个是假的,不知道轻还是重,现有一...
答:将这些硬币分成5、5、1 三份,将5、5的放到天平上:1、 如果一样重,说明剩下的那个是假的; 2、 若不一样重,则选择重的(轻的)那份+上那一个,然后分成3、3两份, 放到天平上,假如一样重,说明假的在那份轻的(重的)那份5个之中, 现在就可以知道那个假的是轻的(重的)。 将...

有12硬币,其中有一个是假的,真的重量都一样,假的不同,用天平称三次把...
答:1,2组不平衡,保持原样1组重,那就是a1a2b1三个有一个异常,将a1a2分开放在天平两端是a1重,就是a1,平衡,就是b1,就是b1。2组重,那就是a3a4两个有一个异常,而且是比正常的重,将两个放在天平上一称就可以了(第三次)。这样三次就能称出来了,而且还能知道异常的是轻重。

有12个硬币 有一个是假的 但是不知道轻重 你现在有一个天平 最多用3次...
答:把12个硬币任意平均放在天平两侧 则取出较重的硬币继续量 再把这6个平均放在两侧 再取较重的一侧继续量 把这剩下的3个任选其中的两个量 如果相等,则未量的为假币 如果不等,则较重的为假币 如果假硬币比真硬币轻的话则反之 还有个方法就是楼上讲的:先拿出两个,剩下的每边分5个,如果重量一样...

有12枚硬币,其中有一枚假币,而且真币与假币谁轻谁重不知,如何通过三次...
答:(1)若仍平衡,则最后所剩未称的一只为假。(2)若右盘升高,则说明其中有一假,且轻。若降低则假币重。进入第三次称量,任从含假的三中取二,左右盘各一,若平衡则余者为假。若不平衡,因前面已知轻或重,则根据升高或降低即可判断谁为假。(注:用左盘换未称的3只道理相同)2、第一次秤...

有12枚金币,有1个是假币,不知轻重,可以称3次,没有砝码,问要怎么称
答:一、天枰平 第二步 剩下4个一面3个 另一面放三个秤好的 1、 平 最后剩下的一个和好的秤 可以看出轻重 2、不平 可以知道就在这3个里,是轻是重,3个中取2个对秤,平,就是剩下的 ,不平,刚才轻重 可以判断现在的是哪个。二、天枰不平 记住轻重 第二步 左面拿掉3个 左右对调一个 ...

十二枚铜钱,其中有一枚是假的,并且不知道是轻是重。分三次,把假钱分...
答:12个分3组,一次:1组、2组称,如相等,假在第3组,此8个都是标准,二次:3个标准与第3组3个称,相等,则第3组未称的是假,如不相等,得到比标准轻或重,三次:对比第3组称过的钱其中2个,如不相等,按第二次比标准轻重判断假钱,如相等,第二次称过,第三次未称的是假。12个分3组...

上一篇:
下一篇: