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主题:【原创】称球问题的最终解答 有重要更新 -- 丁坎

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家园 【原创】称球问题的最终解答 有重要更新

崩溃,辛辛苦苦把错改了,却撞上又一次改版,无法上传图片,只好先把旧的版本删除,以免谬种流传。

简单文字叙述一下,解决称量N次的办法,就是三步走:

1 定BASE

找张纸出来,在上面写下

1,0

-1,1

0,1

三行数字

2 举一反三

把前面所得的行数扩充为原来的三倍,方法是在每行首位添上1,0,-1。

3 缺额填充

在举一反三所得的行下面,再写三行,首位分别为1,0,-1,后面分别用0,-1,1填满----

使该行数字总数与其他行数字总数相等。

1, 0, 0, ... 0

0, -1, -1, ... -1

-1, 1, 1, ... 1

剩下的就是反复进行2,3两个步骤,直到每行数字个数等于N。

此时每行代表一个小球,读取每行,在第几个位置上数字分别为1,0,-1,则意味着该球在第几次称量中被

放在左盘,未被选用和放在右盘。

如此确定的安排,将使得最终天平的称量结果与次品小球及其轻重一一对应。

简单吧,不需要动脑筋吧,纯粹一机械劳动。

我写了个小程序,测试结果如下:

现在开始测试 称量次数为 3 的情况:

可测试的小球数为: 12

现在显示小球取用安排:

1 2 3 10

7 8 9 12

1 4 7 12

2 5 8 11

2 5 8 12

3 6 9 11

现在显示历次称量结果,L为左重,R为右重,E为平衡:

LLE

RRE

LRL

RLR

LER

REL

ELE

ERE

ERL

ELR

EER

EEL

RLE

LRE

RRL

LLR

RER

LEL

LEE

REE

ERR

ELL

RLL

LRR

恭喜,此次测试正确无误。

现在开始测试 称量次数为 4 的情况:

可测试的小球数为: 39

现在显示小球取用安排:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 37

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 39

1 2 3 10 13 14 15 22 25 26 27 34 39

7 8 9 12 19 20 21 24 31 32 33 36 38

1 4 7 12 13 16 19 24 25 28 31 36 39

2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38

2 5 8 12 14 17 20 24 26 29 32 36 39

3 6 9 11 15 18 21 23 27 30 33 35 38

现在显示历次称量结果,L为左重,R为右重,E为平衡:

LLLE

RRRE

LLRL

RRLR

LLER

RREL

LELE

RERE

LERL

RELR

LEER

REEL

LRLE

RLRE

LRRL

RLLR

LRER

RLEL

LLEE

RREE

LERR

RELL

LRLL

RLRR

ELLE

ERRE

ELRL

ERLR

ELER

EREL

EELE

EERE

EERL

EELR

EEER

EEEL

ERLE

ELRE

ERRL

ELLR

ERER

ELEL

ELEE

EREE

EERR

EELL

ERLL

ELRR

RLLE

LRRE

RLRL

LRLR

RLER

LREL

RELE

LERE

RERL

LELR

REER

LEEL

RRLE

LLRE

RRRL

LLLR

RRER

LLEL

RLEE

LREE

RERR

LELL

RRLL

LLRR

LEEE

REEE

ERRR

ELLL

RLLL

LRRR

恭喜,此次测试正确无误。

现在开始测试 称量次数为 5 的情况:

可测试的小球数为: 120

现在显示小球取用安排:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 118

79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 37 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 76 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 115 120

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 39 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 78 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 117 119

1 2 3 10 13 14 15 22 25 26 27 34 39 40 41 42 49 52 53 54 61 64 65 66 73 78 79 80 81 88 91 92 93 100 103 104 105 112 117 120

7 8 9 12 19 20 21 24 31 32 33 36 38 46 47 48 51 58 59 60 63 70 71 72 75 77 85 86 87 90 97 98 99 102 109 110 111 114 116 119

1 4 7 12 13 16 19 24 25 28 31 36 39 40 43 46 51 52 55 58 63 64 67 70 75 78 79 82 85 90 91 94 97 102 103 106 109 114 117 120

2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 101 104 107 110 113 116 119

2 5 8 12 14 17 20 24 26 29 32 36 39 41 44 47 51 53 56 59 63 65 68 71 75 78 80 83 86 90 92 95 98 102 104 107 110 114 117 120

3 6 9 11 15 18 21 23 27 30 33 35 38 42 45 48 50 54 57 60 62 66 69 72 74 77 81 84 87 89 93 96 99 101 105 108 111 113 116 119

现在显示历次称量结果,L为左重,R为右重,E为平衡:

LLLLE

RRRRE

LLLRL

RRRLR

LLLER

RRREL

LLELE

RRERE

LLERL

RRELR

LLEER

RREEL

LLRLE

RRLRE

LLRRL

RRLLR

LLRER

RRLEL

LLLEE

RRREE

LLERR

RRELL

LLRLL

RRLRR

LELLE

RERRE

LELRL

RERLR

LELER

REREL

LEELE

REERE

LEERL

REELR

LEEER

REEEL

LERLE

RELRE

LERRL

RELLR

LERER

RELEL

LELEE

REREE

LEERR

REELL

LERLL

RELRR

LRLLE

RLRRE

LRLRL

RLRLR

LRLER

RLREL

LRELE

RLERE

LRERL

RLELR

LREER

RLEEL

LRRLE

RLLRE

LRRRL

RLLLR

LRRER

RLLEL

LRLEE

RLREE

LRERR

RLELL

LRRLL

RLLRR

LLEEE

RREEE

LERRR

RELLL

LRLLL

RLRRR

ELLLE

ERRRE

ELLRL

ERRLR

ELLER

ERREL

ELELE

ERERE

ELERL

ERELR

ELEER

EREEL

ELRLE

ERLRE

ELRRL

ERLLR

ELRER

ERLEL

ELLEE

ERREE

ELERR

ERELL

ELRLL

ERLRR

EELLE

EERRE

EELRL

EERLR

EELER

EEREL

EEELE

EEERE

EEERL

EEELR

EEEER

EEEEL

EERLE

EELRE

EERRL

EELLR

EERER

EELEL

EELEE

EEREE

EEERR

EEELL

EERLL

EELRR

ERLLE

ELRRE

ERLRL

ELRLR

ERLER

ELREL

ERELE

ELERE

ERERL

ELELR

EREER

ELEEL

ERRLE

ELLRE

ERRRL

ELLLR

ERRER

ELLEL

ERLEE

ELREE

ERERR

ELELL

ERRLL

ELLRR

ELEEE

EREEE

EERRR

EELLL

ERLLL

ELRRR

RLLLE

LRRRE

RLLRL

LRRLR

RLLER

LRREL

RLELE

LRERE

RLERL

LRELR

RLEER

LREEL

RLRLE

LRLRE

RLRRL

LRLLR

RLRER

LRLEL

RLLEE

LRREE

RLERR

LRELL

RLRLL

LRLRR

RELLE

LERRE

RELRL

LERLR

RELER

LEREL

REELE

LEERE

REERL

LEELR

REEER

LEEEL

RERLE

LELRE

RERRL

LELLR

RERER

LELEL

RELEE

LEREE

REERR

LEELL

RERLL

LELRR

RRLLE

LLRRE

RRLRL

LLRLR

RRLER

LLREL

RRELE

LLERE

RRERL

LLELR

RREER

LLEEL

RRRLE

LLLRE

RRRRL

LLLLR

RRRER

LLLEL

RRLEE

LLREE

RRERR

LLELL

RRRLL

LLLRR

RLEEE

LREEE

RERRR

LELLL

RRLLL

LLRRR

LEEEE

REEEE

ERRRR

ELLLL

RLLLL

LRRRR

恭喜,此次测试正确无误。

此文是我发在文化百家的帖子之一部份,考虑到此题目流传甚广,故将解法单独发在这里。

我可以自信地断言,这是迄今为止最简单的解法:

不论称量次数多高,都转化成3个球称量两次的问题来处理(而这,够简单了吧),其他完全不费吹灰之力。

需要说明的是,为了严格起见,使用了数学符号,但其实质内容都很初等,不要被吓倒了。

看图吧。

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