八人过桥问题和四人过桥问题

 

有八个人携一手电过一独木桥,他们单人的过桥时间分别为1分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟和10分钟。一次只能同时通过两人,且以速度慢的人所需时间为通过时间;每次过桥必须携带手电照明,且手电不能扔过桥,即过桥后必须有人把手电送回桥这边。请问:八人都通过最少需要多少分钟?
   (为了方便,建议把这八个人分别记为A1A4A5A6A7A8A9A10;或者索性就用145678910表示这八个人,只要你自己不混淆的话。)

解答 八人过桥题

一 解答四人过桥是基础
     解答四人过桥有两种思路,一种是让过桥最快的人充当送手电回来的人另一种是让最慢次慢的两个人一起过。这样,减少了次慢的人所用的时间,但增加了需要次快的人充当送手电回来的人

二 把八人过桥分解为四人过桥

   “A1A4A5A6A7A8A9A10过桥分解为三个四人过桥,即“A1A4A9A10过桥“A1A4A7A8过桥“A1A4A5A6过桥
     对这三个四人过桥问题分别运用判别法正确选用第一种方法或第二种方法解之即可。

八人过桥题解答
   1 “A1A4A9A10过桥(实际上只是A9A10过去),用第二种方法:   
       A1
A4过, 4分钟;A1回,1分钟。
       A9A10过,10分钟;A4回,4分钟。共19分钟。
    2 “A1A4A7A8过桥,用哪种方法都可以,如果用第一种方法,可以与“A1A4A5A6过桥(必须用第一种方法) 合并解答,即“A1A4A5A6A7A8过桥
       A1A8过,8分钟;A1回,1分钟。
       A1A7过,7分钟;A1回,1分钟。
       A1A6过,6分钟;A1回,1分钟。
       A1A5过,5分钟;A1回,1分钟。
   最后A1A4过,4分钟。             34分钟。
    八人全部过去至少用的时间为:19+34=53(分钟)

过桥题随想

   给出答案可我们开拓思路
     
事实证明,如果四人过桥问题只问最少要多少分钟?多数人甚至大多数人的答案是19分钟还自以为对。而如果问怎样用17分钟让四个人过桥,这才我们开拓思路,另辟蹊径,有的人终得其解,但有些人仍始终存疑,直到告诉他才恍然大悟

二 解题应该找出一般结论
   
解应该学会从具体到一般,就是说改了数字后,你是否也仍从容解之。更一般地,用字母代替数字后你会不会处理。这是从算术代数的飞跃,是一个人数学能力提高的一道
三 要考虑能否推广、如何推广
  “
四人过桥问题解出来了,明白了其中的一些道理,那么五人过桥问题、八人过桥问题、甚至一百人过桥问题怎么解?
   
又如,如果改成一次三个人过又是什么情况?
四 简化表述
   
第一种思路的要点是: 让过桥最快的A充当回来送手电的人。具体情况是:
      
第一次: AB过桥, 需 2分钟, A返回,需1分钟;      
      
第二次: AC过桥, 需 5分钟,A返回,需1分钟;     
      
第三次: AD过桥, 需10分钟, 以上共计19分钟.至此,四人都通过。

   第二种思路的要点是:让过桥第二慢的C与最慢的D一起过桥,这样就节省了相当可观的5分钟。

第一次: AB过桥,需 2分钟, A返回(B还在桥那边),需1分钟;    
      
第二次: CD过桥,需10分钟,B返回,需2分钟;
      
第三次: AB过桥,需 2分钟,以上共计17分钟.至此,四人都通过。

到底用哪一种方法用时更少?难道还要用两种方法都算出来后才能知道?当然不必。下面给出判别法。

    为叙述和阅读方便,将ABCD所用时间分别记作:abcd,并且a≤b≤c≤d那么,用第一种方法所用的时间为2a+b+c+d;用第二种方法所用的时间a+3b+d(具体过程请你自己做).              

    因为两种方法所用的时间之差为:(2a+b+c+d-(a+3b+d)=a-2b+c
    所以: 当a-2b+c0,即2ba+c时,用第一种方法比用第二种解法所用的时间少,少了2b-a-c;
          
a-2b+c02ba+c时,两种方法所用的时间一样;
          
a-2b+c0, a+c2b时,用第一种方法比用第二种解法所用的时间多,多了a+c-2b.

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