Hê hê có thể dễ dàng chứng minh rằng với cách chia 5-5 thì sẽ không bao giờ xác đinh được bi đểu. Vi sao vậy? Trước tiên có thể dễ dàng thấy rằng với 4 viên bi cho dù có biết được bi đểu nặng hơn hay nhẹ hơn đi chăng nữa thì chỉ với 1 lần cân cũng sẽ không bao giờ xác định được điều này. Thật vậy, do mỗi lần cân chỉ có 3 trạng thái : nghiêng trái, nghiêng phải và thăng bằng tương ứng với 3 viên bi khác nhau do vậy sẽ không tồn tại cách thức xác định bi đểu cho 4 viên bi -> 4 viên bi bất kỳ sẽ đòi hỏi lớn hơn 1 lần cân để xác định. Bản chất của bài toán này là sau mỗi lần cân(trừ lần cân cuối cùng đối với mỗi nhóm bi) ta cần phải xác định được tính chất thật/đểu của 2 nhóm bi khác nhau dựa trên 3 trạng thái của cân (vì không biết tính chất nặng/nhẹ của bi đểu nên 2 trạng thái nghiêng trái/ nghiêng phải đối với mỗi lần cân trở nên đối xứng) . Đối với lần cân thứ nhất chỉ có thể xác định được 2 nhóm bi là 10,2.
Trong lần cân thứ 2 với nhóm 10 sẽ không có cách nào chia nhóm này thành 3 nhóm mà trong đó không có nhóm nào chứa 4 viên bi (cách chia tối ưu nhất là 3-3-4) do vậy cách chia này là vô lý.
Bài toán này có thể phát triển thành bài toán tổng quát như sau : Với k lần cân ta có thể xác định được viên bi đểu trong 3*2^(k-1) viên bi cho trước và không cần biết bi đểu nặng hơn hay nhẹ hơn.
Đây là lược đồ của bài toán :
Thú vị là do không biết tính chất nặng/nhẹ của bi đểu nên bài toán trở thành bài toán nhị phân không toàn phần (đồ thị phân 2 nhánh ở các bước đầu và phân 3 ở bước cuối). Đối với bài toán biết được tính nặng/nhẹ của bi đểu có thể dễ thấy là với k lần cân sẽ có thể cân được 3^k viên bi.
Ah đây là cách chứng minh và suy luận chủ quan(chưa được kiểm chứng) của em có bác nào thấy sai sót chỗ nào thì xin chi giáo
.
Nhân tiện đây em cũng xin được đề cập đến một bài toán mở rộng khác(không biết đã được đề cập đến chưa) :
Đối với bài toán này chỉ dừng lại ở số bi đểu là một viên, vậy nếu chúng ta cho số viên bi đểu trong một tập hợp bi là n viên thì sao? Mong mọi người cùng suy nghĩ, thảo luận xây dựng đề bài và phương pháp giải.