问题:一共有12个一样的小球,其中只有一个重量与其他的小球不一样(未知重量),给你一个天平,只称三次,找出重量不同的小球。
解决方案:
1、把小球分成三组并编号,分别为:A组(A1,A2,A3,A4)、B组(B1,B2,B3,B4)、C组(C1,C2,C3,C4);
2、将A组和B组放上天平进行比较,如果重量相等(天平平衡)则进行3,不等则进行6;
3、将C1和C2放上天平进行比较,如果相等则进行4,不等则进行5;
4、将C1和C3放上天平进行比较,如果相等则C4为重量不同的小球(不能确定C4的重量比其他小球重还是轻),如果不等则C3为重量不同的小球(可根据天平的倾斜判断C3的重量比其他小球重了还是轻了);
5、将C1和C3放上天平进行比较,如果相等则C2为重量不同的小球(可根据3中天平的倾斜判断C1的重量比其他小球重了还是轻了),如果不等则C1为重量不同的小球(可根据3中天平的倾斜判断C1的重量比其他小球重了还是轻了);
6、此时,假设A组比B组轻,如果重量不同的小球在A组则比其他小球轻,如果在B组则比其他小球重。在原有编号的基础上对12个小球从新分组:D组(A1,B1,B2,B3)、E组(B4,C1,C2,C3),将D组和E组放上天平进行比较,如果相等则进行7,D组重则进行8,D组轻则进行9;
7、将A3和A4放上天平进行比较,如果A3重则A4为重量不同的小球(比其他小球轻),如果A3轻则A3为重量不同的小球(比其他小球轻),如果相等则A2为重量不同的小球(比其他小球轻);
8、将B1和B2放上天平进行比较,如果B1重则B1为重量不同的小球(比其他小球重),如果B1轻则B2为重量不同的小球(比其他小球重),如果相等则B3为重量不同的小球(比其他小球重);
9、此时,只有两种情况要么是A1轻了,要么就是B4重了,将A1和A2放上天平进行比较,如果不等则A1为重量不同的小球,如果相等则B4为重量不同的小球。
图解:
问题扩展:如果是13个小球那有如何比较。
解决方案:
1、将13个小球分组并编号,分别为:A组(A1,A2,A3,A4)、B组(B1,B2,B3,B4)、C组(C1,C2,C3,C4,C5);
2、比较A组和B组,如果相等则进行3,不等则进行6;
3、重新对C组分组,F组(C1,C2)、G组(A1,C3)、H组(C4)、I组(C5)。比较F组和G组,如果相等则进行4,不等则进行5;
4、比较A1和C4,如果相等则C5为重量不同的小球,不等则C4为重量不同的小球;
5、比较C1和C2,如果相等则C3为重量不同的小球,如果C1重则C1为重量不同的小球,如果C1轻则C2为重量不同的小球;
6、重新分组,D组(A1,B1,B2,B3)、E组(B4,C1,C2,C3)。比较D组和E组,如果D组轻则进行7,如果D组重则进行8,如果相等则进行9;
7、比较A1和A2,如果A1轻则A1为重量不同的小球,否则B4为重量不同的小球;
8、比较B1和B2,如果B1轻则B2为重量不同的小球,如果B1重则B1为重量不同的小球,如果相等则B3为重量不同的小球;
9、比较A3和A4,如果A3轻则A3为重量不同的小球,如果A3重则A4为重量不同的小球,如果相等则A2为重量不同的小球;
图解: