有一架天平,要用它称出1~n克之间所有重量为整数克的物体,至少用多少个砝码?
非常好的一个数学问题。我是王老师,专注于小学数学!我们可以运用二进制的思想来解题。答案就是把n化为二进制数,数数共多少位,就需要多少砝码。
本文只讨论一边放砝码情况,两边放砝码可以减,化为三进制数位数即可。
砝码问题
先从简单的情况入手分析。
1~100克需要多少砝码?
① 选1克砝码,可以组成1克
② 再选个2克砝码,可以组成1,2,3克
③ 再选个4克砝码,可以组成1,2,3,4,5,6,7克
④ 再选个8克砝码,可以组成1~15克
……依次类推
⑦ 再选个64克砝码,可以组成1~127克。满足条件!
1~100克至少需要七个砝码
二进制的实际应用
在之前的问答中,王老师已经教大家用短除法把十进制转化为二进制。
→100=(1100100)₂,是个七位数。
根据位值原理,想要表示七位内任何一个数(整数克),只要用到下图中7个表示位值的数组合搭配即可。也就是说需要7个砝码。
举一反三
那1~n克呢?只要把n转化为二进制数,有多少位就至少需要多少个砝码。
你学会了吗?做道练习题试下吧。
只允许一边放砝码,1~1000克至少需要多少个砝码呢?
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