知根

找次品

用天平找次品,确定保证找到次品至少要称几次。

在教材哪里

学它之前要先会

除数是一位数的除法

孩子这一课总错,问题常常在这些更早的知识点上。

家长可以这样帮

尽量把物品平均分成 3 份,每称一次排除三分之二。

讲解

找次品的逻辑推理基础

利用天平平衡的原理。将物体分成两组(或三组)放在天平两端对比。若天平平衡,次品在剩下的物体中;若不平衡,次品在下沉或上扬的那一端(取决于次品是重还是轻)。

天平平衡 → 次品在外面;天平倾斜 → 次品在里面。

怎么做:做题前先圈出关键词“轻”或“重”,并在草稿纸上模拟天平左右两端的平衡情况。

容易错在:
  • 不考虑题目中次品是“重”还是“轻”,导致推理方向错误。
  • 认为天平不平衡时,次品一定在重的那一端(忽略了次品可能较轻的情况)。

最优策略(三分法)探究

把待测物体尽量平均分成 3 份,是保证找次品次数最少的最优方法。如果总数不能被 3 整除,则应使每份之间的数量差不超过 1。

N ÷ 3 = a……b(b 可能为 0, 1, 2)

怎么做:口诀:找次品,分三份;要平均,差一个;三分法,最快捷。

容易错在:
  • 习惯性地将物体对半平分(二分法),导致在数量较多时称量次数较多。
  • 分三堆时数量差距太大,例如 10 粒分成 (1,1,8)。

讲解内容来自开源项目“聪聪学堂”(MIT 许可),尚未经老师逐条审核,仅供参考。

3 道自查题

从基础到提高各一道。哪一道卡住,就说明这一层还没学稳。

  1. 有 5 个小钢珠,其中 1 个是次品,次品比正品轻一些。用天平称,至少称几次才能保证找出这个次品?
    看答案

    2 次

    1. 把 5 个尽量平均分成 3 份来称,每称一次,范围缩小到原来的三分之一左右。
    2. 3 个以内称 1 次;4~9 个称 2 次;10~27 个称 3 次;28~81 个称 4 次。所以至少称 2 次。
  2. 有 40 个螺丝,其中 1 个是次品,次品比正品轻一些。用天平称,至少称几次才能保证找出这个次品?
    看答案

    4 次

    1. 把 40 个尽量平均分成 3 份来称,每称一次,范围缩小到原来的三分之一左右。
    2. 3 个以内称 1 次;4~9 个称 2 次;10~27 个称 3 次;28~81 个称 4 次。所以至少称 4 次。
  3. 有 24 瓶口香糖,其中 1 瓶是次品,次品比正品重一些。把它们平均分成 3 份,每份 8 瓶,先把其中两份分别放在天平两边。如果天平左边低、右边高,次品在哪里?
    1. 在没有称的那份里
    2. 在天平左边的那份里
    3. 在天平右边的那份里
    看答案

    B. 在天平左边的那份里

    1. 次品比正品重,天平沉下(低)的一边就有次品。

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