这是一道典型的逻辑推理题,题目描述了一个场景:有100瓶药水,其中只有一瓶是致命的,只需一滴就能在24小时内致小白鼠死亡。我们的任务是在这24小时内,用最少的实验动物——小白鼠,找出那一瓶致命的药水。
让我们揭晓最优解法:二进制编码法,这是一种巧妙而高效的策略。
我们将这100瓶药水进行编号,从1到100。紧接着,我们把每一个编号转化为一个7位的二进制数。这是因为2的7次方等于128,大于100,这样可以确保每一个药水都有一个独特的二进制代码。
接下来,我们利用7只小白鼠,给它们分别编号为1到7。每只小白鼠负责测试二进制编码中某位为1的所有药水。例如,第1只小白鼠会尝试所有第1位(从左边开始数)为1的药水;第2只小白鼠尝试所有第2位为1的药水,以此类推。
在24小时之后,我们观察哪些小白鼠死亡。死亡的每只小白鼠都代表一个特定的二进制位是1,而存活的小白鼠代表的位则是0。这样,我们就能根据小白鼠的生死状况重构出那瓶致命药水的二进制编码。
为什么是7只小白鼠呢?因为我们需要覆盖所有100个药瓶的可能性,而7位的二进制数刚好可以满足这个需求,是信息论在实际问题中的巧妙应用。
对比其他方法,线性法虽然简单,但需要100只小白鼠。分组法虽然可以减少小白鼠的数量,但会增加测试的时间,不符合24小时内完成的要求。而二进制编码法在最短时间内以最少的资源找到了答案。
这种二进制编码法的应用非常广泛,可以推广到类似的问题中。例如,如果有1000瓶药水,我们只需要10只小白鼠(因为2的10次方等于1024)。类似的思路也可以解决称重问题。
二进制编码法是一种高效、精准的解题策略,它将复杂的问题转化为简单的二进制代码,让我们用最少的资源在最短的时间内找到答案。这种方法的巧妙之处在于它充分利用了信息论的原理,将逻辑和数学完美结合,让我们在面临类似问题时能够迅速找到解决方案。