本文对经典的称球问题进行了通解性的探究。当你看完并理解解了这篇文章,那么称球问题对你来说已经不是什么问题了。本文采取的是以归纳法的方法,证明了n次称量在不同条件下能解决的球个数。称的方法也就是证明的过程。

证明一:

当n=1时,即知轻重3球找1次。很简单,不妨设坏球是重球。A1:A2三种情况:左重,则A1坏。左轻,则A2坏。等重,则A3坏。

则当n=k+1时,共3^(k+1)个球,平均分三份,各3^k个球。

第一称。左右均放3^k个球,可找出是哪一份3^k个球中有问题球。接下来还有k次机会,完全可以从那3^k个球中找出坏球。

第一称。拿3^(n-1)个球与3^(n-1)个标准球比。

如果不等重,可知坏球轻重,还有n-1次机会,则可以从这3^(n-1)个球中找出坏球。(根据结论一)

若第一称等重,则还有n-1次机会,

第二称。拿另外3^(n-2)个球与3^(n-2)个标准球比。

如果不等重,可知坏球轻重,还有n-2次机会,则可以从这3^(n-2)个球中找出坏球。

若第二称等重,则还有n-2次机会,

第n-1称,另外拿3个球与3个标准球比。

若不等重,可知坏球轻重,还有1次机会,则可以从这3个球中找出坏球。

若第n-1称等重,则还有1次机会,

第n称。另外拿1个球与1个标准球比,

若不等重则为坏球。

若第n称等重,则已无机会,若此时还有1球未称,则此球为坏球。

看到这,你都看明白了的话,当你看到别人在炫耀三次能称出十三个时,你可以很自豪地对他说:十三个算什么,给我九个标准球,我三次可以从十四个球中找出坏球。哈哈。

有了以上两个结论作铺垫,现在开始切入正题:不知坏球轻重,无辅助标准球!

众所周知,二次可以称4球,三次可以称13球,四次可以称40球。

首先观察数列a(2)=4 a(3)=13 a(4)=40

可以看出后一项是前一项的三倍加一,即得递推公式a(n)=3a(n-1)+1

证明三:

只要证明在这种条件下可以找出坏球,证明三即可得证。

证明三-2:像这种一层套一层的证明,依然采用归纳法。

当n=2时,即为共有8个球,坏球要么在其中4个球中是个重球,要么在剩下的4个球中是个轻球。有2次机会。

第一称。将重的那边放入3个标准球,取3个疑似重球放入轻的那边,取走3个疑似轻球。

相信许多朋友很快就看出这是13选1解法中的一部分,因此第二称不再赘述。

第一称。 将重的那边放入3^k个标准球,取3^k个疑似重球放入轻的那边,取走3^k个疑似轻球。

若第一称为原先重的那边轻(即左轻),那么坏球一定在被移动的那个3^k个疑似重球中,还有k次机会。由结论一知,可解。

若第一称为等重。那么坏球一定在被移动的那3^k个疑似轻球中,还有k次机会。由结论一知,可解。

当n=k+1时,命题也成立。

因此,证明三中所述的n-1次机会的那个条件下是可解的。由此,证明三得证。

哦也!全部证明完毕。语文表达能力有限,不知道大家都看懂了没。数学思想上是很严谨滴,嘿嘿。

抛开复杂的证明过程,摘出重要的三个结论,希望大家有用。

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