继续说说翻杯子问题,看看如何通过计算求出最少翻动次数,以及对应的翻动方案。不是通过试的做法,而是通过计算来确定。
还是用那个例子:7只杯子朝上,每次翻动3只。
通过试,是可以知道怎么翻的,也能确定最少翻动次数,但还是要找到数学依据的。
比如,如果翻五次,那么有多少种不同的翻动方案呢?或许比较难试出来。
根据上一篇讲的方法,我们知道,在这个例子里,是一定可以翻到全部朝下的,而且一定是需要翻奇数次的。那怎么计算呢?
每次翻3只杯子,有4种可能:
1、三只朝上翻到三只朝下,从3个+1,变成3个 -1,也就相当于 -6的操作;
2、两只朝上一只朝下,翻完后,相当于 -2;
3、一只朝上两只朝下,翻完后,相当于 +2;
4、三只朝下,翻完后相当于 +6。
每次翻3只杯子,只有上面四种情况。
在这个例子中,因为每次翻3只,所以,第一次和最后一次,一定是 -6 操作。
从 +7到 -7,一共是 -14,去掉第一次和最后一次的两个 -6,那么中间过程的效果是 -2。
也就是说,要从+2、-2、+6、-6,这四个操作中选一个或几个的组合,形成 -2的效果。
最直接的,当然就是直接选择 -2。
那么最少次数的翻动方案就是:-6-2-6。
对应操作就是:三上到三下、二上一下到二下一上、三上到三下。
如果是翻五次,只需要中间三次的总体效果是 -2 就可以了。比如:
-6+2-2-2-6
-6+6-6-2-6
-6+2-6+2-6
。。。
注意,数字运算得出的方案,要再验证一下实际可行性,有的是需要舍弃的。
上面的做法,你看明白了吧?
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