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偽物探し

12個の玉がある。
その中に1つだけ偽物がまじっている。
偽物は本物より少しだけ重さが違うことがわかっているが、
本物より重いか軽いかわかっていない。
天秤を3回使って偽物を見つけ出し、
本物よりも重いか軽いかも判断したいのだが、

あらかじめ3回に比べる玉を決めなくてはいけないもの
(つまり、1回目の結果を2回目の測定に生かせない)
とすると、どのように比べたらいいのでしょうか、、?

A 回答 (6件)

まず、12個の玉にナンバーをつけさせていただきたいです。

1から12にしましょう。
それから、3回の測定を順番に示します。
1回目は:1 2 3 8 VS 4 5 6 7
2回目は:1 2 6 7 VS 8 9 10 11
3回目は:3 5 11 12 VS 2 6 8 9

後、毎回の結果を数字に変換します。左のほうが重いと0、右のほうが重いと2、両方とも同じだと1にします。三つの数字を一回目から三回目まで並べます。その3桁の数を三進数と見なします。もしその数は十二よりも大きいなら、(27-その数)番の玉がにせものです。十二より小さい場合は、その数と同じナンバーの玉がにせものです。

例えば、結果は順番に「左が重い」、「右が重い」、「左が重い」なら、三進数の020になって、6です。
「右が重い」、「左が重い」、「右が重い」なら、三進数の202になって、21になりますが、12より大きいので(27-21)すなわち6にします。

にせものを見出したら、結果に合わせるように本物より重いか軽いかを判断できます。判断しやすいと思います。

ちなみに、この仕方の原理は三進法です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます!
すごくよく理解できました☆

お礼日時:2010/07/08 15:10

天秤を使うと, 可能性が「右の方が重い」「左の方が重い」「同じ」の 3通りに分かれるので対数の底を 2 とするのはおかしいし, さらに言えば「n個の硬貨のうち偽物は 1つだけ, ただし本物より重いか軽いかは不明」という状況では可能性として 2n通り考えなきゃいけないので真数もおかしい>#5.


も~っというと, ceil(log_3 (2n)) で与えられるのは「少なくともこれだけは必要」という回数であって「これだけあれば十分」という回数ではなかったりする.
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 n(>3)個の玉があって,その中に1個だけ偽物(本物より重いか軽いかは不明)が混じっているとき,偽物を見つけ出すのに必要な天秤の使用回数は,


 log[2]nの小数部を切り上げた数
であることが知られています。
 本問の場合,n=12なので,
 log[2]12=3.5・・・
となり,3回では必ずしも偽物を見つけ出すことはできません。
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球を、A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L とすると、



一回目に、(ABCD)と(EFGH)を乗せて、IJKL は乗せない。
二回目に、(ABEF)と(CGIJ)を乗せて、DHKL は乗せない。
三回目に、(AEIK)と(BDFH)を乗せて、CGJL は乗せない。

とやると、A~K が偽物の場合、どれが偽物かと、
偽物が重いのか、軽いのかまで分かります。

ただ、L が偽物の場合、重いのか軽いのかは分かりません。

すいませんが、私にはこれが限界でした。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!
Chitanoさんの回答が正しいようです。

お礼日時:2010/07/08 15:14

> つまり、1回目の結果を2回目の測定に生かせない



これじゃ、3回計る意味なくないですか?
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<あらかじめ3回に比べる玉を決めなくてはいけないもの



この条件じゃちと無理があるかと^^;
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