昨天又从某处看到了12球称重的问题,虽然之前有过解题的过程,但这次仍然费了不少时间才又找到解题方法。然后我又思考,从我看到问题,到得到解决方法,这是怎样的一个过程,怎样的思维想到了怎样一个方法,从而得到了怎样的一个结果。假如我能够把这个过程描述下来,那可谓对自己的思维过程有了一个很好的梳理,并且可以记录入自己的SOP;同时,也就更加真实地了解自己。而更为重要的是,可以将这种思维的过程,传播出去;从而不仅仅是知识得到延续,而更为重要的思维过程,也可以得到延续。
题目:12个球,外观(大小、色泽等)完全一致,其中,有十一个球的重量是一样的,另一个球的重量与其他球是不一致的。怎样用天平最多仅称重三次,找出那个重量不一致的球,并且还能确认这个球是较重还是较轻。
这个题的重点是不知道那个不一致的球是重了还是轻了。那假如是这个球是重的呢?
很多人的思路是,平分成两组,每组6个,进行称重。然后将重的一组再分组,每组3个,进行称重。最后,将重的一组(3个球)其中两个称重,若有一个重,则这个球是要找的球;若相等,则没有称重的这个球是要找的球。
但是这个过程是无法直接应用到要解决的问题上的。所以,只能换一个方向——简化。
两个球的情况:无法得知哪个球是要找的球。
三个球的情况:标记ABC,取AB进行称重,会有两种情况:
1,它们相等,那么C就是要找的球,称A和C
1.1 C>A,C较重。
1.2 C<A,C较轻
1.3 C=A,A=B=C,与前提矛盾,因此不可能出现。
2,它们不等,我们假设A>B,那么C是一颗正常的球。将A与C称重,
2.1相等,B球较轻,为要找的球。
2.2A>C,A球较重,为要找的球。
2.3A<C,那么C>A>B,与前提矛盾,因此不可能出现。
然后再回过头来,看上面的过程。你会发现什么,先想一想吧……
这其实是一个信息获取的过程,根据已知信息,通过操作,得到未知信息。如果我们一直测AB的话,即使测100遍也无法找到重量较轻或者较重的那个球。
可以通过一种标记来记录信息,这里球有正常,较轻和较重三种情况,可以用(+1,0,-1)来表示。当通过一次次的测量,为各个球标上(+1,0,-1)三种状态,并最终有且仅有一个球的状态为+1或者-1,就可以确定,这个状态为+1或者-1的球为要找的较重或者较轻的球。为上述操作过程分别标记信息含量值
1,它们相等,那么C就是要找的球[A0,B0,C]
称A和C
1.1 A<C,C重[A0,B0,C+]
1.2 A>C,C轻[A0,B0,C-]
1.3 C=A,A=B=C,与前提矛盾,因此不可能出现。
2,它们不等,我们假设A>B,那么C是一颗正常的球。[A+,B-,C0]
将A和C
2.1 A=C,B轻[A0,B-,C0]
2.2 A>C,A重。可由A>C和前提得知B=C,因此[A+,B0,C0]
2.3 A<C,那么C>A>B,与前提矛盾,因此不可能出现。
那么,总结一下整个过程,就是将球分为较重、较轻(标记+-),并通过和标准球(标记0)的比较,来得知是否为重球(不是重球,则与之相比较的球是轻球)或者轻球。
再来分析一下标记的信息值,0表示为标准球,含有确切含义,而+和-在不唯一的情况下,只能表示可能较重,但其实并不重,按其信息值排序的话:0>(+或-)>没有标记
12球的过程
6:6称重,只能将6个球标记为+,另6个球标记为-,无法得到0的标记
而4:4称重,至少可以将4个球标记为0(其实,有两种可能,一是8个0,另一种是4个+,4个-,4个0)
(未完待续)