八人过桥问题和四人过桥问题
有八个人携一手电过一独木桥,他们单人的过桥时间分别为1分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟和10分钟。一次只能同时通过两人,且以速度慢的人所需时间为通过时间;每次过桥必须携带手电照明,且手电不能扔过桥,即过桥后必须有人把手电送回桥这边。请问:八人都通过最少需要多少分钟?
(为了方便,建议把这八个人分别记为A1、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10;或者索性就用1、4、5、6、7、8、9、10表示这八个人,只要你自己不混淆的话。)
解答 “八人过桥题”
一 解答“四人过桥”是基础
解答“四人过桥”有两种思路,一种是让过桥“最快”的人充当送手电回来的人;另一种是让“最慢”和“次慢”的两个人一起过。这样,减少了“次慢”的人所用的时间,但增加了需要“次快”的人充当送手电回来的人
二 把“八人过桥”分解为“四人过桥”
把“A1、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10过桥”分解为三个“四人过桥”,即“A1、A4、A9、A10过桥”、“A1、A4、A7、A8过桥”和“A1、A4、A5、A6过桥”。
对这三个“四人过桥”问题分别运用“判别法”正确选用第一种方法或第二种方法解之即可。
三 “八人过桥题”解答
1 “A1、A4、A9、A10过桥”(实际上只是“送A9、A10过去”),用第二种方法:
A1、 A4过, 4分钟;A1回,1分钟。
A9、A10过,10分钟;A4回,4分钟。共19分钟。
2 “A1、A4、A7、A8过桥”,用哪种方法都可以,如果用第一种方法,可以与“A1、A4、A5、A6过桥”(必须用第一种方法) 合并解答,即“A1、A4、A5、A6、A7、A8过桥”:
A1、A8过,8分钟;A1回,1分钟。
A1、A7过,7分钟;A1回,1分钟。
A1、A6过,6分钟;A1回,1分钟。
A1、A5过,5分钟;A1回,1分钟。
最后A1、A4过,4分钟。 共34分钟。
八人全部过去至少用的时间为:19+34=53(分钟)
解“过桥题”随想
一 给出答案可“逼”我们开拓思路
事实证明,如果“四人过桥”问题只问“最少要多少分钟?”多数人甚至大多数人的答案是19分钟还自以为对。而如果问“怎样用17分钟让四个人过桥”,这才“逼”我们开拓思路,另辟蹊径,有的人终得其解,但有些人仍始终存疑,直到告诉他才“恍然大悟”。
二 解题应该找出“一般”结论
解应该学会“从具体到一般”,就是说改了数字后,你是否也仍从容解之。更一般地,用字母代替数字后你会不会处理。这是从“算术”到“代数”的飞跃,是一个人数学能力提高的一道“坎”
三 要考虑能否推广、如何推广
“四人过桥”问题解出来了,明白了其中的一些道理,那么“五人过桥”问题、“八人过桥”问题、甚至“一百人过桥”问题怎么解?
又如,如果改成“一次三个人过”又是什么情况?
四 简化表述
第一种思路的要点是: 让过桥最快的A充当回来送手电的人。具体情况是:
第一次: A、B过桥, 需 2分钟, A返回,需1分钟;
第二次: A、C过桥, 需 5分钟,A返回,需1分钟;
第三次: A、D过桥, 需10分钟, 以上共计19分钟.至此,四人都通过。
第二种思路的要点是:让过桥第二慢的C与最慢的D一起过桥,这样就节省了相当可观的5分钟。
第一次: A、B过桥,需 2分钟, A返回(B还在桥那边),需1分钟;
第二次: C、D过桥,需10分钟,B返回,需2分钟;
第三次: A、B过桥,需 2分钟,以上共计17分钟.至此,四人都通过。
到底用哪一种方法用时更少?难道还要用两种方法都算出来后才能知道?当然不必。下面给出判别法。
为叙述和阅读方便,将A、B、C、D所用时间分别记作:a、b、c、d,并且a≤b≤c≤d。那么,用第一种方法所用的时间为
因为两种方法所用的时间之差为:(
所以: 当a-2b+c<0,即2b>a+c时,用第一种方法比用第二种解法所用的时间少,少了2b-a-c;
当a-2b+c=0,即2b=a+c时,两种方法所用的时间一样;
当a-2b+c>0, 即a+c>2b时,用第一种方法比用第二种解法所用的时间多,多了a+c-2b.