『重さの異なる2種類の玉』解答


◆愛知県 Y.M.Ojisan さんからの解答。

答え   7回 (最小かどうかは未証明)

【手順】

12個を2個づつ6ペア(#1〜#6)に分けてペア単位で考えます。
このときペアの重さは    の3種であり、これらをの数 2,1,0で表現します。

(1) #1と#2 #2と#3 #3と#4 。。。 の順で最大5回天秤にかけてゆき、つりあわないところでやめます。
これをK回目(#Kと#K+1)であるとします。

(2) 最後まで釣り合った場合は、222222か111111か000000ですが、全部は同じ重さでないので、111111のみ可能です。
即ち6個と6個です。

(3) #Kのペア同士間および#K+1のペア同士間の合計2回計ります。
重いほうのペア同士間がつりあえばそれらはであり、釣り合わなければ重いほうがで軽いほうがです。
軽いほうのペアもであることが同様に個別に分かります。

(4) 以上により、#Kの内容がわかるので、これに等しい#1〜#K-1の内容も分かります。

(5) #Kと#K+1の中には必ずがあるのでこれらを用いての数1のペアをつくり、これと#K+2〜#6との比較を行います。
これは5−K回です。
特別ペア(=1)と釣り合えば1であり、重ければ2で、軽ければ0であることがわかります。

(6) 以上での個数が分かり、
回数は全部でK+2+5-K=7回になります。


◆出題者のコメント

Y.M.Ojisan さん、解答ありがとうございます。
正解です。
この手法なら一般化させるのも極めて容易ですね。
(2種類が合計2n個あるとすると、n+1回)


◆愛知県 Y.M.Ojisan さんからのコメント。

やはり正解でしたか。
この方法ではnが大きくなると最小ではなくなるようです。
全部で60個のとき31より少ない25回の方法があります。

そこで追加問題です。

2種類の玉の数が2n個の場合で、天秤の測定回数がn+1より少ない方法を見つけ、なるべく小さいnの場合についてその方法を説明してください。


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