用天平找次品怎么列算式

用天平找次品的公式和步骤如下：

一、基本公式

保证找出次品的最少次数

当物品数量在$3^n$到$3^{n+1}-1$之间时，最少需要$n$次称量。

- 例如：$27（3^3）$个物品最多需3次，$81（3^4）$个物品最多需4次。

次品所在范围的边界条件

- 若物品数小于$3^n$，则需$n$次；

- 若物品数大于等于$3^{n+1}$，则需$n+1$次。

二、分治策略

分组原则

- 将物品尽量平均分成三份，若不能均分则使多的一份与少的一份相差1。

- 例如：10个物品分为3组：3、3、4。

称量步骤

- 随机取两份放在天平两端：

- 若平衡，次品在未称的第三份；

- 若不平衡，次品在较轻或较重的那一份。

- 重复上述步骤，逐步缩小范围。

三、示例分析

以27个物品为例（$3^3$）：

第一次称量：

将27个分为9、9、9三组，称其中两组（如9 vs 9）。

- 若平衡，次品在第三组；

- 若不平衡，次品在较轻或较重的9个中。

第二次称量：

将含次品的9个再分为3、3、3三组，重复上述步骤。

- 例如：9个物品称3 vs 3，次品在较轻的3个中。

第三次称量：

将含次品的3个分为1、1、1三组，任取两个称量。

- 若平衡，次品为未称的那个；

- 若不平衡，次品为较轻或较重的那个。

四、注意事项

若次品较重，且物品总数为单数，至少需1次称量；

若次品较重，且物品总数为双数，至少需2次称量；

实际操作中，建议通过画“次品树形”图辅助分组。

通过上述方法，可系统化地减少称量次数，确保找到次品。