找次品问题之次品特点未知的“通用模型”

找次品问题之次品特点未知的“通用模型”
2018年8月11日星期六
本文给出一般地解决“n找1次品特点未知”的通用模型 。
首先重申问题的假定:
1.次品单以质量轻重界定;
2.次品唯一;
3.其余合格品质量均一致 。
问题的技术手段:使用无砝码天平对比称重 。
问题的求解目标:以最少称重次数找出次品,获知次品轻重特点,给出完整的、包含各种可能的称重实验步骤 。

找次品问题之次品特点未知的“通用模型”

文章插图
对于一般地n,根据“尽量均分为三”的最优策略,作出以下分类:
(1)n=3a
(2)n=3a+1
(3)n=3a+2
其中:n、a∈N,a≥1 。(若a=0,则有n=0、1、2 。这三种情况没有讨论的意义,0找1不存在,1找1次品唯一不用找,2找1次品特点未知永远找不出 。故而将讨论限定为n≥3 。上述分类实为n除以3余数为0、1、2的三种情况 。)
由于情况(3)的讨论涵盖情况(1)、(2),本文以情况(3)为主展开,情况(1)、(2)可轻松类比得出 。
(一)对于n=3a+2如下分组:
n(3个最大相同组,剩余组)=n(A组,B组,C组,剩余组)=n(a,a,a,2)
(二)一个引理:
如果对比2次可以得出次品特点,则至少需要3个相同分组,如下:
|A|=|B|=|C|
(|A|:表示集合A的元素个数,余同)
(重要程度


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