小白鼠试毒药问题
問題:100瓶液體中,99瓶是水,一瓶是無色無味的毒藥,現在你有一些小白鼠,讓小白鼠喝一點液體,如果第二天小白鼠死了說明是毒藥,反之無毒。你有兩天時間,問至少需要多少只小白鼠才能找到那一瓶毒藥。
解析:
思考:看到這個問題,我有一個疑問,就是這個“兩天時間”,我在考慮到底這個時間到底能做幾次實驗,第一天做第一次實驗,第二天才可以有結果,那第二次實驗豈不是第三天才能得到結果??有人說一個老鼠就可以,如果老鼠24小時死,那隔半小時喂一瓶,等著看什么時候死不就行了。哈哈,這就是鉆牛角尖。所以我們不去糾結這個天數,只看能做幾次實驗??
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一、如果這兩天只能做一次實驗:
首先答案是7只老鼠就可以,下面我們再來具體說明為什么?
首先7只老鼠A、B、C、D、E、F、G
然后把100個瓶子也用數字表示出來,不過用到二進制數字。
七位二進制表示:
1:? ?0000001
2:? ?0000010
......
100:? 1100100
然后ABCDEFG分別對應著個七位二進制的列,
| 老鼠 | A | B | C | D | E | F | G |
| 第1瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 第2瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 第3瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 第4瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| ? | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 第100瓶 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
每只老鼠只負責自己對應這一列的數字,如果是1就喝,0就不喝。。
也就是遇到某一瓶是毒藥,那么死的老鼠數量不唯一(有點殘忍)。
第二天,老鼠死了就代表對應的這一列的數字是1,沒死那就是0,通過7只老鼠的性命就推斷出這個唯一的7位二進制數字。
例如1:CDE三只老鼠死了,其他老鼠都活著。
| A | B | C | D | E | F | G |
| 活 | 活 | 死 | 死 | 死 | 活 | 活 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
他們組成的數字就是0011100,那就是第28瓶是毒藥。
例如2:BDEG四只老鼠死了
| A | B | C | D | E | F | G |
| 活 | 死 | 活 | 死 | 死 | 活 | 死 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
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組成的數字為0101101,那就是第45瓶是毒藥。
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所以,7只老鼠通過一次實驗就可以驗證出那瓶是毒藥。
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二、如果這兩天只能做兩次實驗:
和上面一次實驗的原理一樣,但是5只老鼠就可以,
5只老鼠為ABCDE,
然后100瓶子用5位三進制表示:
| 第1瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 第2瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| 第3瓶 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 第4瓶 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 第5瓶 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| ? | ... | ... | ... | ... | ... |
| 第100瓶 | 1 | 0 | 2 | 0 | 1 |
還是5只老鼠對應5列
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| 老鼠 | A | B | C | D | E |
| 第1瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 第2瓶 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| 第3瓶 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 第4瓶 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 第5瓶 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| ? | ... | ... | ... | ... | ... |
| 第100瓶 | 1 | 0 | 2 | 0 | 1 |
但是現在喝的方法和之前不一樣,遇到1就第一次實驗喝,0就不喝,2就第二次實驗喝。然后靜等結果就可以
后面確認具體數值方法喝之前一樣,第一次喝了就死了那對應的數字就是1,一直沒死那就是0,第二次喝了死了那就是2.
(有人可能對2就是第二次喝有個疑問,因為后面幾列有1有2,如果死一次喝了死了還怎喝第二次,其實這個如果在第一次就死了就直接確認這個位置的數字是1了,就不用管第二次了。)、
例如1:老鼠B在第一天死了,CE兩只在第二天死了。
| 老鼠 | A | B | C | D | E |
| 生死 | 活 | 第一死 | 第二死 | 活 | 第二死 |
| 第2瓶 | 0 | 1 | 2 | 0 | 2 |
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得到的數字就是01202,換算一下就是47,那就是第47瓶有毒。
多余例子就不舉了,原理都是一樣,可以試試。
總結
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