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经典智力题解法:找出不同的球(12球称3次)

问题:有十二个球特征相同,其中只有一个重量异常,现在要求用一部没有砝码的天平称三次,将那个重量异常的球找出来。或者更复杂一点:    问题:有Y个球特征相同,其中有且只有一个重量异常,现在给你一部没有砝码的天平称N次,必定可以将那个重量异常的球找出来。给出详细步骤。  本方法将给你一个简单易记而且容易延伸举一反三的解决方案。
工具/原料
1

N=1时,Y

2

12球问题,可以从13球问题得到解答

方法/步骤
1

以13个球称3次为例(12球的话自动无视最后一个编号的球就行了):    首先,公共设定阶段:把13个球按0到12编号;编号被清的球记为白球;天平左边重记为L,右边重记为R,平衡记为O。(那么LRO代表第一次左边重第二次右边重第三次平衡。)

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第一步:把1\4\7\10这4个球放左边,把2\5\8\11这4个球放右边,地上有:0\3\6\9\12这5个球。

3

第二步:把1\2\3\10\11\12中没有被清号的球放左边,把4\5\6中没有被清号的球放右边,地上则有0\7\8\9中没有被清号的。天平上球不相等用白球补足。

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第三步:(最后一次称):把1~9中清有被清号的球放左边,右边全用白球,其他没被清号的球在地上。【完毕】

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附第二三步的具体:            (1)、如果第一次不平衡:那么把0\3\6\9\12这5个编号清除掉。让他们成为白球。 然后第二次称:左边放的是1\2\10\11 这些被9除余数是1\2\3并且还没有被清除掉号码的球,一共有4个,右边则放的是4\5  这2个球,再加2个白球。地上则有:7\8两个球。            a):如果第二次不平衡:那么7\8已经抹白了。第三次称(也是最后一次):左边放1\2\4\5,右边4个白球,地上有10\11。结果:LLL=1重,LLO=10重,LLR=5轻,LRL=4重,LRO=11轻,LRR=2轻,RLL=2重,RLO=11重,RLR=4轻,RRL=5重,RRO=10轻,RRR=1轻。            b):如果第二次平衡:那么1\2\4\5\10\11已经抹白了。第三次称(也是最后一次):左边放7\8,右边2个白球,地上没有编号球。结果:LOL=7重,LOR=8轻,ROL=8重,ROR=7轻。        (2)、如果第一次平衡:那么把除0\3\6\9\12这5个编号之外的球清除掉。让他们成为白球留下这5个编号。然后第二次称:左边放的是3 \12这些被9除余数是1\2\3并且还没有被清除掉号码的球,一共有2个,右边则放的是6  这1个球,再加1个白球。地上则有:0\9两个球。            a):如果第二次不平衡:那么0\9已经抹白了。第三次称(也是最后一次):左边放3\6,右边2个白球,地上有12。结果:OLL=3重,OLO=12重,OLR=6轻,ORL=6重,ORO=12轻,ORR=3轻。            b):如果第二次平衡:那么3\6\12已经抹白了,还剩下0\9。第三次称(也是最后一次):左边放9,右边1个白球,地上有0。结果:OOL=9重,OOO=0是坏球,OOR=9轻。

问题:有Y个球特征相同,其中有且只有一个重量异常,现在给你一部没有砝码的天平称N次,必定可以将那个重量异常的球找出来。给出找球的步骤
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第一步:把球被3除余数是1的编号的球放左边,被3除余数是2的编号的球放右边。如果左边的球比右边多一个,这里也有两种情况:            如果是第一次称,那么把最后一个余数是1的数字(也就是编号最大的数)拿下来。            如果不是第一次称,那么从白球中补一个到右边的天平上。

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第X步:(这不能算一步,因为每称一次,都要执行一次的,所以我就写在第一次称完之后)如果不平衡,把地上的球的编号全部抹去(成了白球),原来天平上编号的球编号不变。如果平衡,把天平两边的球编号抹去(成了白球),地上的球编号不变。这一步,在每一次称完都要执行,后面我就不重复了。

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第二步:第二次称:左边放被9除余数是1、2、3的数,右边放被9除余数是4、5、6的数。并执行第X步。

5

第三步:第三次称:左边放被27除余数是1~9的数,右边放被27除余数是10~18的数。并执行第X步。

6

第四步:第四次称:左边放被81除余数是1~27的数,右边放被81除余数是28~54的数。并执行第X步。    ……如果后面还有,则类似的形式继续。

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最后一步:注意:第N次称,最后一次称:有一点不一样,那就是:左边放球的规则不变,右边则全放白球。

8

这里要补充两点:i):如果天平两边的球不相等的时候,用白球补球少的那边天平。ii):每称一次都会有一部分球变为白球,要么是天平两边的,要么是地上的,反正白球会越来越多。

注意事项

40球称4次的解决方法也在上面,简单易记。

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