作者walkwall (会走路的墙)
看板puzzle
标题Re: [问题] 三臂天平
时间Mon May 2 19:07:51 2011
先来试解看看...
後面有别人做法更好再说 -v-
防雷页一页,现在後悔还来得及唷~
※ 引述《EIORU ()》之铭言:
: 某个天平有三端 一次可以知道三端的重量顺序 但无法得知重量差比例
: (1)★
: 有16个外观相同的砝码 其中一个重量不同
: 至少要使用几次天平 才能找到该砝码
--- Ans : 3次 ---
虽然我直觉上是两次,
但是如果第一次分堆後同重或同轻,
则该堆只能最多四个(三堆各放一个,同重则异常的是最後一个).
但是如果第一次秤三堆分别为 4 4 4, 同重则会剩下八种可能性(剩下四个或轻或重)
就无法一次秤完,所以只能三次
这是非正式证明,属於直觉描述,等待其他人补完完整证明
同样是三次解当中,下列方法两次秤完後不确定的球数最少
1.将三堆分别放置四个球
2-1.若三堆有一堆与其他两堆重量不同,较轻则该堆含有轻球,计重则该堆含有重球
此时将此四颗球其中三颗分别放置天平上
若重量不同则该球异常,若重量相同,则剩下的第四颗球重量异常
2-2.若步骤1.的三堆重量相同,也是将三颗球放置於天平上
由於至少两堆重量会相同,不同的那一堆就是异常球
如果三堆都相同,就是没秤到的最後一颗球异常
可是这颗球的异常是重是轻未知,所以要量第三次
但是也只有这颗球异常才需要秤三次,为秤三次解中次数期望值最低者
: (2)★★★
: 有1g,2g,...,20g砝码各一个
: 至少要测几次 能保证测到在210g范围内的任意物品重量(已知重量为正整数克)
Ans : 6次
首先,该待秤物品只能放在三个秤盘其中之一,假定为Xg
因此,假定其他两盘法码重分别为Ag,Bg,A>B
每次秤只能秤得5种资讯(X>A,X=A,A>X>B,X=B,X<B)
其中只有X>A,A>X>B,X<B三种情形X有多於一种以上的可能
因此视资讯量上限为3+,3^5=243>210>3^4=81
可以知道最少要秤五次,五次为下限
详细计算的话,三元搜寻的话是
F(三元搜寻秤的次数)=能分辨最大数量,
F(0)=1,F(1)=5,F(2)=17,F(3)=53,F(4)=161... F(k+1)=3*F(k)+2
但是这边要注意到,砝码的总重量只有1+2+...+20=210
因此将法码分AB两堆时,总重量 A+B不能大於210
这导致X大於105时,无法做三元搜寻,只能做二元搜寻
因此5次也近乎不可能,这若要证明....也只能待其他人补完
二元搜寻的话
G(二元搜寻秤的次数)=能分辨的最大数量
G(0)=1,G(1)=3,G(2)=7,.... G(k+1)=2*G(k)+1=2^(k+2)-1
以下是六次做法,(A,B)表示另外两堆分别为Ag,Bg
1.(147,63)
X=147与X=63直接得到答案
若X<63,则使用三元搜寻,3^4=81<161=F(4),再秤4次之内可搜寻完
若X>147,则二元搜寻148~210,共有63个数,63=G(5),可以五次内秤完
若147>X>63,则继续下一步
2.(115,95)
X=115或X=95同上
若X<95,64~94有31个数,31<53=F(3),再三次三元搜寻内结束
若X>115,116~146有31个数,31=G(4),可四次二元搜寻内结束
若115>X>95,继续下一步
3.(99,0)
X=99不罗嗦
X>99,100~114有15个数,15=G(3),再三次二元结束
X<99,也只剩下98,97,96,庆蔡秤都码三次以内结束
所以至少秤六次就结束了~~
※ 编辑: walkwall 来自: 140.117.168.84 (05/02 19:18)
1F:推 newacc:第一题如果第一次先测4 4 4呢? 05/02 19:17
2F:→ newacc:如果同重就测剩下的任三个,反正题目只要找哪一个XD 05/02 19:18
3F:→ walkwall:444秤完会剩下四个 05/02 19:18
4F:→ walkwall:而且我的三次解也是第一步秤444 05/02 19:19
5F:→ walkwall:喔...如果不需要知道轻重 那我也是两次结束辣-x- 05/02 19:20
6F:→ walkwall:对不起我自动脑补要判断轻重 05/02 19:27
7F:→ walkwall: ┌─────┐ 啊 05/02 20:05
8F:→ walkwall: ╱╲ 原PO鲜乳 ╲ 啊 05/02 20:05
9F:→ walkwall: │﹊│﹊﹊﹊﹊﹊│ 啊 05/02 20:05
10F:→ walkwall: │ │ ′ ‵ │ 要 05/02 20:05
11F:→ walkwall: │∪│ ▽ │ 坏 05/02 20:05
12F:→ walkwall: │ │保存期限:│ 掉 05/02 20:05
13F:→ walkwall: │ │ 昨天 │ 了 05/02 20:05
14F:→ walkwall: └─┴─────┘ ! 05/02 20:05
15F:推 puzzlez::噗~走墙叔真搞笑..... 05/02 20:09
16F:→ EIORU: 10年前 05/03 07:51
17F:→ Maidanlaw:第一次测444 第二次测222 既能找出该法码也能知道轻重 05/03 14:59
18F:→ Maidanlaw:我耍笨了 囧rz 05/03 15:01
19F:推 puzzlez: 没关系,不要紧的,人生难得几回走墙嘛~( ′-`)y-~ 05/03 15:46
20F:→ walkwall:-口-! 05/03 18:45