おとと
(1)9個のうち偽のルビーが2つあるというシチュエーションの場合の数は9*8/2=36。
一回の測定で 大小及び釣り合うの3種類の測定結果があるから
3*3*3 < 36 < 3*3*3*3より すくなくとも4回は測定する必要がある。
#つまり3回の測定結果では測定結果の場合の数が27しかないから
#情報量的に 判別付加ということ。
さて、以下で4回あれば十分であることを示そう。
9個のルビーを3つずつのグループに分け、それぞれのグループをA,B,Cとする。
AとBのグループを天秤にかける。(1回目)
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1)A=Bのとき:
AとBに1個ずつ偽があるか、Cに偽が2つあるかのどちらか。
Aの3つをA1,A2,A3として、
A1とA2、A2とA3を天秤にかける。(累計3回)
こうすればAの3つについてどれが偽か判別可能。
*)Aがすべて本物のとき
Bもすべて本物で、Cに偽が2つ。
Cから2つ選んで天秤にかければ(累計4回) Cのどれが偽か分かる。
*)Aの1個が偽物のとき
Cはすべて本物で Bに偽が1つ。
Bから2つ選んで天秤にかければ(累計4回) Bのどれが偽か分かる。
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2)A<Bのとき
AとCに偽が1個ずつあるか、Aに偽が2つあるかのどちらか
Aの3つについて上記と同様に2回調べてどれが偽か調べる(累計3回)
*)Aの1個が偽物のとき
Bはすべて本物で、Cに偽が1つ。
Cから2つ選んで天秤にかければ(累計4回) Cのどれが偽か分かる。
*)Aの2個が偽物のとき
もちろん BもCも全て本物で 調べることは何も無い。
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いずれにしても4回あれば十分である。
Q.E.D.