12个乒乓球其中有一个次品,用天平称重三次找出,并告知轻重。

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~ 这是一道经典的前苏联数学竞赛题。我们面临的任务是,从12个乒乓球中找出一个次品,而且要通过称重三次来完成这个任务。问题的关键在于,我们需要考虑称重的结果,并据此作出决策,以便在三次称重后准确找出次品。

我们首先要考虑称重的分组方式。合理的分组策略将有助于我们通过最小数量的称重次数找到次品。第一次称重,我们不妨将球分为三组,每组四颗球。这样,我们可以通过平衡或不平衡的结果来缩小次品的范围。

在第一次称重后,我们有三种可能的结果:平衡、左侧偏重或右侧偏重。接下来,我们需要根据这个结果来调整我们的策略,以在接下来的两次称重中找到次品。

如果第一次称重结果平衡,我们则从A组中取出三个正品球与C组中9、10、11号球进行称重。通过这次称重,我们就能根据平衡或不平衡的结果,将次品的范围缩小到A组中的某个球,或者C组中的某个球。

如果第一次称重结果左侧偏重,我们则从C组中取出三个正品球替换A组中2、3、4号球,然后将2、3、4号球替换6、7、8号球。这一步骤是基于我们期望通过调整球的位置,使次品球在不同的位置,以便通过后续的称重来确定次品。

如果第一次称重结果右侧偏重,我们的处理方式与左侧偏重类似,同样是调整球的位置,以便在后续的称重中找到次品。

通过这样的逻辑推理,我们能在三次称重后找到次品球。这个方法展示了在有限信息下,通过合理的策略规划,我们可以有效地解决问题。

物理满分的同学可能会想到一个更直观的方法:将所有球从同一高度落下,根据弹起高度判断次品。但这种方法在非乒乓球的其他物体上可能不适用。所以,数学和逻辑思维在解决实际问题中具有不可替代的价值。


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