问:

有12个苹果,其中11个一样重,另有一个质量轻一些,用天平至少称( )次才能保证找出这个苹果。

答:
这个问题可以用二分法来解决。
具体步骤如下:
1. 先将12个苹果分成两个质量相同的组,每个组6个苹果,然后称量两个组的总质量。
2. 如果两个组的质量相同,那么轻的苹果一定在被分到同一组的6个苹果里。这6个苹果再分3组,每个2个,然后再称量每组的质量。
3. 根据3组质量的比较,可以确定轻的苹果在哪2个苹果之间,再进行进一步称量和比较,最终可以找出1个苹果质量轻的苹果。
4. 如果第1步两个组的质量不同,则轻的苹果一定在质量较轻的那组。然后同样采用二分法,将那6个苹果再分3组进行称量和比较,进而找出轻的苹果。
根据上述步骤,最坏的情况下需要进行3次称量:
第1次称量确认轻的苹果在6个苹果的哪一组;
第2次称量确认轻的苹果在3个苹果的哪2个之间;
第3次直接称量2个苹果找到轻的那一个。
所以,对12个苹果找出质量稍轻的一个苹果,至少需要3次称量。通过二分法的比较和缩小范围,能有效避免对每个苹果逐一称量,节省大量时间。这也是解决这类比较和搜索问题的一种常用且高效方法。
3次称量是得到最坏情况下的最小次数,如果第1次或第2次称量就恰好找到了轻的苹果,那么实际上可以少于3次。但提前找到也仅靠运气,所以理论上最小需要3次称量。