有15个外观完全一样的玻璃球,其中有1个是次品,稍轻一点,利用天平称至少要称 次次才能保证找出这个次品.

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完整解法

1. 通过第一次称量缩小次品范围

根据天平找次品的优化策略,应尽量将待测物体平均分成 3 份。首先将 15 个玻璃球分成 3 组,每组 5 个,即 (5,5,5)(5, 5, 5)。
把其中两组(各 5 个)放在天平两端称量:

  • 若天平平衡,则次品在未称量的第 3 组(5 个)中;
  • 若天平不平衡,则次品在天平翘起(较轻)的那一组(5 个)中。
    由此,经过 1 次称量,次品的范围被缩小到 5 个玻璃球中。

2. 通过第二次称量进一步缩小范围

针对可能含有次品的 5 个玻璃球,将其分成三组,分别为 (2,2,1)(2, 2, 1)。
把两组各 2 个的玻璃球放在天平两端称量:

  • 若天平平衡,则剩下的那 1 个玻璃球即为次品(此时共需称量 2 次);
  • 若天平不平衡,则次品在较轻的那一组(2 个)中。
    在保证能找出次品的前提下(考虑最坏情况),经过第 2 次称量,次品的范围被缩小到 2 个玻璃球中。

3. 进行第三次称量并得出最终结论

对于最后剩下的 2 个玻璃球,将其分成 (1,1)(1, 1) 放在天平两端进行第 3 次称量,天平翘起(较轻)的一端即为次品。
综上所述,利用天平称至少要称 3 次才能保证找出这个次品。

答案

3

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