12个乒乓球中有一个重量不同,如何用天平三次称出?

假设在第二次称重中,9、10、11中的坏球被判定为较轻(或较重),那么在第三次称重时,只需从9、10、11中随意取出两个球进行对称比较。如果天平平衡,说明剩下的那个未上秤的球是坏球;如果不平衡,根据已知的轻重属性,结合天平倾斜方向,就能直接找出哪个是坏球。

首先将12个乒乓球平均分为三组,分别是A组包含1到4号球,B组包含5到8号球,C组包含9到12号球。第一次称重时,将A组和B组分别放在天平两端进行对称比较。如果天平保持平衡,说明这8个球都是标准球,坏球一定在C组的9、10、11、12这四个球之中。此时我们需要从A组中取出1、2、3号标准球,与C组中的9、10、11号球进行第二次称重。

在第二次称重中,如果左边1、2、3、5重于右边4、9、10、11,说明要么1、2、3中有一个重球(但这与假设矛盾,因为A组轻),或者5是轻球(也与假设矛盾)。实际上若左边重,说明4是轻球或者5是重球?不,若A轻B重,左边1,2,3(A)5(B) vs 4(A)9,10,11(C)。若左重,说明5是重球(因为1,2,3若坏则轻,4若坏则轻,9,10,11标准。若5重,左重;若4轻,右轻即左重。所以可能是5重或4轻。若平衡,则坏球在6,7,8中且为重。若左轻,则坏球在1,2,3中且为轻。

回到第一次称重的另一种情况,假设A组1、2、3、4轻于B组5、6、7、8,这意味着坏球要么在A组且较轻,要么在B组且较重。此时进行第二次称重,取A组的1、2、3和B组的5,放在天平左边,右边放A组的4以及C组的9、10、11(标准球)。

在第二次称重中,如果A组的1、2、3号球与C组的9、10、11号球平衡,那么剩下的12号球就是坏球,第三次只需将其与任意标准球对比即可确认轻重。如果第二次称重不平衡,我们就能判断出坏球是轻还是重,因为已知1、2、3是标准球,倾斜方向直接指示了9、10、11中坏球的性质。