Для задачи нахождения фальшивой монеты среди девяти, когда фальшивая монета легче, можно воспользоваться методом взвешивания на чашечных весах. Это классическая задача, и ее можно решить за три взвешивания. Вот пошаговый алгоритм:
Шаг 1: Первое взвешивание
- Разделите 9 монет на три группы по три монеты: (A_1, A_2, A_3), (B_1, B_2, B_3), (C_1, C_2, C_3).
- Взвесьте первую и вторую группы: (A_1, A_2, A_3) против (B_1, B_2, B_3).
Если весы уравновесились:
- Это означает, что фальшивая монета находится в третьей группе (C_1, C_2, C_3).
Если левая чаша легче:
- Значит, фальшивая монета находится в группе (A_1, A_2, A_3).
Если правая чаша легче:
- Значит, фальшивая монета находится в группе (B_1, B_2, B_3).
Шаг 2: Второе взвешивание
Теперь работаем только с группой, в которой находится фальшивая монета.
- Предположим, что фальшивая монета в группе (C_1, C_2, C_3) (результат первого взвешивания был равенством).
- Взвесьте монеты (C_1) и (C_2).
Если весы уравновесились:
- Фальшивая монета — (C_3).
Если левая чаша легче:
- Фальшивая монета — (C_1).
Если правая чаша легче:
- Фальшивая монета — (C_2).
Шаг 3: Подтверждение
Поскольку после второго взвешивания вы точно определили одну монету как более легкую, это и есть фальшивая монета.
Итог
Таким образом, алгоритм использует всего три взвешивания для определения фальшивой монеты среди девяти, причем фальшивая монета известна как более легкая. Этот метод основан на последовательном уменьшении группы подозреваемых монет, что позволяет эффективно и быстро найти искомую монету.