一、黑白帽子问题(又名杀狗问题)
一群人在一起做一个游戏。每人随机分了一顶白色或黑色的帽子(黑帽子至少有1顶)。每人都可以看到其它人的帽子颜色,但不能看到自己的。主持人说让大家根据别人帽子的颜色猜自己帽子的颜色,关灯,如果有人认为自己戴的是黑色帽子就喊出来。如果没人报,打开灯,让大家观察,然后再关灯。
第一次关灯,没人报数;开灯然后第二次关灯,仍没有动静;直到第三次关灯后,才有人喊出来。请问,有几顶黑帽子?
解法:
假设只有1人戴黑帽子:
第1次关灯的时候会有两种情况:带白帽子的人会看到1顶黑帽子;这种情况下,由于每个人不知道自己帽子的颜色,所以所有带白色帽子的人都可以得到结论:黑帽子不是1顶就是2顶。带黑帽子的人会看到所有人都是白帽子。这时候,带黑帽子的人就知道,他戴的肯定是黑色的。因为,黑帽子至少有1顶,而自己看到全是白色帽子,所以只能他带的是黑色的,从而在第一次关灯的时候就可以报出帽子颜色为1。排除。
假设有2人戴黑帽子:带白帽子的人会看到2顶黑帽子;这种情况下,由于每个人不知道自己帽子的颜色,所以所有带白色帽子的人都可以得到结论:黑帽子不是2顶就是3顶。带黑帽子的人会看到其他人中只要一顶黑帽子,其余所有人都是白帽子。所以他得到结论:黑帽子不是1顶就是2顶。但是由于他不知道自己的帽子颜色,所以也无法报数。然后第一次关灯后,没人报数。这时候,带黑帽子的人就知道肯定有2顶黑帽子,除了可以看到的那一顶,自己的也是,否则第一次关灯的时候就会报数了。因此,第二次关灯的时候,就会进行报数。
假设有3人戴黑帽子:带白帽子的人会看到3顶黑帽子;这种情况下,由于每个人不知道自己帽子的颜色,所以所有带白色帽子的人都可以得到结论:黑帽子不是3顶就是4顶。带黑帽子的人会看到其他人中只有2顶黑帽子,其余所有人都是白帽子。所以他得到结论:黑帽子不是2顶就是3顶。但是由于他不知道自己的帽子颜色,所以也无法报数。按照上边的逻辑。所有人都知道第一次关灯是不会有任何人报数的。第二次关灯后,没人报数。这时候,带黑帽子的人就知道肯定有3顶黑帽子,除了可以看到的那2顶,自己的也是,否则第二次关灯的时候就会报数了。因此,第三次关灯的时候,就会进行报数。
这样依次往后推,可以得出,第几次关灯有人喊,就是有几顶黑色帽子。
结论
这个问题实际采用类推法做的,从1顶开始推到n顶,有多少顶就会在第多少次关灯就会有人报数。 实际上,这个问题还有个名子叫杀狗问题,其实问法是一样的,仅仅问题情节不同而已,描述如下:
村子中有50个人,每人有一条狗。在这50条狗中有病狗(这种病不会传染)。于是人们就要找出病狗。每个 人可以观察其他的49条狗,以判断它们是否生病,只有自己的狗不能看。观察后得到的结果不得交流,也不能通知病狗的主人。主人一旦推算出自己家的是病狗就 要枪毙自己的狗,而且每个人只有权利枪毙自己的狗,没有权利打死其他人的狗。第一天,第二天都没有枪响。到了第三天传来一阵枪声,问有几条病狗,如何推算 得出?
二、老鼠试毒药问题
有1000瓶酒,其中1瓶有毒。而一旦吃了,毒性会在1天后发作。现在我们用小老鼠做实验,要在1天后找出有毒的酒。试问最少用多少只老鼠可以找出毒药。
本题主要考察二进制编码:
10只老鼠按顺序排好,每桶酒按照编号转换成二进制,给相应位置上是1的老鼠喝。最后按死掉的老鼠是哪几只,然后排成二进制,再转成十进制就是第几桶酒。答案是10只。
比如:第70桶酒,70转换成二进制就是,那么就给第四、八、九只老鼠喝。如果最后死掉第三、七、八只老鼠,那么就是,转换成十进制就是140,即140桶酒有毒。
也就是10只老鼠,每个老鼠有两种状态,也就是二进制中的0和1,这样就是2的10次方,可以表达1024种结果,但是2的9次方512就表达不了这么多结果了。所以1000个方案至少要用10只老鼠来表示。
三、张三买水问题
2元可以买一瓶水,2个空瓶可以换一瓶水。问张三花20元钱最后一共可以喝多少瓶水?
19瓶+一个空瓶子
10+5+2+1+(1)
衍生一下:
39元
39+19+9+4+2+1+(2)+(1)
1+1+1
四、天平称西瓜问题
张三有9个西瓜,其中1个的重量是低于其他8个的,其他8个西瓜的重量是一样的,问至少用几次天平就肯定可以找出最轻的西瓜:
答案是2次。
解题思路:因为只有1个天平,因此可以将西瓜分成3份,将其中的2份分别放在天平的左边和右边,如果天平向哪边倾斜,说明轻西瓜就在其中,如果天平不倾斜,轻西瓜就肯定在没有放上天平的那3个中,这样一步就肯定可以知道这个最轻的西瓜在哪3个中,再对这3个西瓜进行上一步的步骤,随机挑选2个西瓜放在天平上,就可以找到最轻的那个西瓜了。
五、数字找规律:
-2,2,24,14,122,34,()括号中应该填什么?
那么下一个数字就是(7的x次方-x),其中奇数位x为3,偶数位x为2,得出结果为340。
六、碰头问题
6-1. 甲乙两人相约见面,见面的时间段在 10:00至11:00之间,并约定第一人到达后,等 15 分钟不见第二人来就可以离去。两人能见面的概率有多大?
思路:甲乙到达时间都是独立事件且在任意时刻到达的概率相同。
如图,横纵轴分别为甲乙到达的时间,则正方形与任何一种到达情况对应。阴影部分就是两个人能相遇的情况。阴影面积处以总的正方形面积就是相遇概率了。
6-2 扩展:甲乙两人相约见面,见面的时间段在 10:00至11:00之间,甲在到达后等10分钟之内乙不来就就离开,乙在到达后等15 分钟不见甲来就离去。两人能见面的概率有多大?
和上边的思路一样,先写不等式:(x表示甲到达的时间,y表示乙到达的时间)
x>y时,x-y
将上边的不等式以及结果区域表示在坐标上,算出结果区域的面积即可,最后得出结果概率约为0.37。
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