問題描述
假設(shè)你有十二個硬幣,其中有一個是假幣钳恕,重量和其他硬幣不一樣别伏。如果你有三次使用測量天平的機(jī)會,你該怎么做忧额?
解決方法
首先厘肮,先把十二個硬幣編號,編號從1到12睦番。然后將十二個硬幣分成三組类茂,從三組中拿出兩組進(jìn)行第一次稱量耍属。假設(shè)A組為:1,2巩检,3厚骗,4 ;B組為5兢哭,6领舰,7,8.那么稱量結(jié)果有三種:
1.{1迟螺,2冲秽,3,4}={5矩父,6劳跃,7,8} 浙垫;
2.{1,2郑诺,3夹姥,4}>{5,6辙诞,7辙售,8} ;
3.{1飞涂,2旦部,3,4}<{5较店,6士八,7,8} 梁呈;
可能性一({1婚度,2,3官卡,4}={5蝗茁,6,7寻咒,8}):
如果{1哮翘,2,3毛秘,4}={5饭寺,6,7,8};那么假幣出現(xiàn)在9佩研,10柑肴,11,12這四個當(dāng)中旬薯,并且可以保證1到8都是真幣晰骑。所以我們從1到8中任意挑選三個硬幣,從9到12中也任意挑選三個硬幣绊序。假設(shè)第二次測量的兩組硕舆,其中A組為:1,4骤公,8抚官;B組為:9,10阶捆,11凌节。那么同樣也會出現(xiàn)三種情況,即:
1. {1洒试,4倍奢,8}={9,10垒棋,11}卒煞;
2. {1,4叼架,8}>{9畔裕,10,11}乖订;
3. {1扮饶,4,8}<{9乍构,10贴届,11};
當(dāng){1蜡吧,4毫蚓,8}={9,10昔善,11}時元潘,說明12是假幣,這時我們只需要從十一個真幣當(dāng)中挑選一個與假幣12進(jìn)行第三次測量即可君仆;
當(dāng){1翩概,4牲距,8}>{9,10钥庇,11}牍鞠,說明假幣出現(xiàn)在9,10评姨,11當(dāng)中难述,并且假幣的重量的是輕于真幣的。這時我們從9吐句,10胁后,11當(dāng)中隨機(jī)挑選兩個進(jìn)行第三次測量。我們假設(shè)第三次測量的硬幣為9嗦枢,10攀芯。如果9>10,說明10是假幣(通過第二次測量的結(jié)果知道了假幣是輕的);9<10,9是假幣;9=10文虏,那么11是假幣侣诺。
同理可知:當(dāng){1,4氧秘,8}<{9年鸳,10,11}敏储,假幣重于真幣。同樣的從9朋鞍,10,11當(dāng)中挑選兩個進(jìn)行比較。如果相同萨惑,則剩下的一個是假幣劈猿。反之誰重誰是假幣。
可能性二({1坎吻,2缆蝉,3,4}>{5瘦真,6刊头,7,8}):
如果{1诸尽,2原杂,3,4}>{5您机,6穿肄,7年局,8},那么9,10咸产,11矢否,12為真幣。這時我們從9脑溢,10僵朗,11,12當(dāng)中任意挑選一個焚志,與1衣迷,2,3酱酬,4壶谒,5,6膳沽,7汗菜,8八個硬幣重新組合,并且在分成三組挑社。假設(shè)我們挑選的是9號硬幣陨界,分成的三組為{1,2痛阻,9}菌瘪,{3,4阱当,5}俏扩,{6,7弊添,8}录淡。將第一組與第二組進(jìn)行第二次測量。測量后的三種結(jié)果如下:
1.{1油坝,2嫉戚,9}={3,4澈圈,5}彬檀;
2.{1,2瞬女,9}>{3凤覆,4,5}拆魏;
3.{1盯桦,2慈俯,9}<{3,4拥峦,5}贴膘;
當(dāng){1,2略号,9}={3刑峡,4,5}玄柠,說明6突梦,7,8中有假幣羽利,且假幣的重量輕宫患。從6,7这弧,8中隨機(jī)挑選兩個進(jìn)行第三次測量娃闲。若二者重量相同,則剩下的是假幣匾浪;否則誰輕誰是假幣皇帮。
當(dāng){1,2蛋辈,9}>{3属拾,4,5}冷溶,說明1渐白,2重,或者5就是假幣并且重量輕挂洛。這時對1礼预,2進(jìn)行第三次測量眠砾。如果重量相等虏劲,則5是假幣且重量輕。否則誰重誰是假幣褒颈。
當(dāng){1柒巫,2,9}<{3谷丸,4堡掏,5},說明3,4當(dāng)中必有假幣刨疼。并且誰重誰是假幣泉唁。
注:5必不可能是假幣鹅龄。我們可以用反證法證明:如果5是假幣,根據(jù)可能性二可以推測出假幣的重量應(yīng)該輕于真幣亭畜。所以第二次測量的結(jié)果中就不可能出現(xiàn){1扮休,2,9}<{3拴鸵,4玷坠,5}的情況。所以5是假幣不成立劲藐。
可能性三({1八堡,2,3聘芜,4}<{5兄渺,6,7厉膀,8}):
可以根據(jù)可能性二推出結(jié)果溶耘。