老鼠喝药问题

        我们有很多瓶无色的液体,其中有一瓶是毒药,其它都是蒸馏水,实验的小白鼠喝了以后会在5分钟后死亡,而喝到蒸馏水的小白鼠则一切正常。现在有5只小白鼠,请问一下,我们用这五只小白鼠,5分钟的时间,能够检测多少瓶液体的成分?

 

         解析:为了方便分析,我们先以三只老鼠为例来导出一般式。

         首先,我们给每个瓶子进行从1~n编号,给每个老鼠从0~k进行编号(这里k=3-1=2

         k+1个老鼠按其序号对应至二进制数的每一位,如下

         老鼠序号:     K       k-1    …      0

         二进制:         0       0       …      0

 

         接下来我们将第i瓶液体喂给数字i对应二进制中位为1所对应的老鼠喝,如下

        

 

1 (001)

2 (010)

3 (011)

4 (100)

5 (101)

6 (110)

7 (111)

0号老鼠

001

 

011

 

101

 

111

1号老鼠

 

010

011

 

 

110

111

2号老鼠

 

 

 

100

101

110

111

 

         如果5分钟后,哪几只老鼠死掉了,就把那几只老鼠序号对应的二进制位置1就可确定是哪瓶液体有毒了,

例如第0和第2只老鼠死了,则将其序号对应的二进制位置1后为101即为5,即第5瓶液体有毒,如果都不死则说明所测序号的瓶子均无毒。那么总共能测出的液体为23-1=7瓶。

 

同理,如果是5只老鼠则能测出25-1=31瓶,如果为k则能测出2k-1瓶液体。

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