异常球称重问题

有一堆球,其中一个异常,轻重未知,其他正常。天平只能比较轻重。问至少称多少次可得出异常球?

4球2次:
4个球1234。先比较12,若1=2,则12标准,34异常。拿一个标准和一个异常再比较一次便知。
另:如果外界还有若干标准球可借助 ,也需要2次。

8球3次:
比较123和456。 若相等,则1-6为标准球, 78异常,再比较一次便知。
若不等,则有两个标准球ab。将第一次比较结果小的和大的分别记为123,456,即 123<456
第二次比较124和3ab:
若124=3ab,则56异常;
若124<3ab,则12异常,偏小(因为假设球偏大,则为3偏大,这与123<456矛盾);
若124>3ab,则3偏小或者4偏大,第三步再比较34与ab,便知是3小还是4大。

12个球3次:
分3组,每组4个。先比较前两组,若相等,则异常球在第3组,再用两步可从4个球中比较出异常球,见上。
若不等,则第三组为标准球。将第一次比较结果小的和大的分别记为1234,5678,即 1234<5678
第二次比较125和346:
若125=346,则78异常,与标准球再比较一次得出。
若125<346,说明12轻或者6重。第三次比较16和标准球ab,若=则2轻;若<则1轻;若>则6重。
若125>346,说明34轻或者5重。第三次比较与上种类似。

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