Задачи на содержательный подход к измерению количества информации

1. В  корзине  лежат  16  шаров  разного  цвета.  Сколько  информации  несет  сообщение  о  том,  что  из  корзины  достали  красный  шар?  
Решение. Вытаскивание из корзины любого из 16 шаров  –  события равновероятные. Поэтому  для  решения  задачи  применима   формула   2 i = N.   Здесь   N = 16  –  число шаров.  Решая  уравнение  2 i =16,  получаем ответ:  i = 4 бита.

2. В  коробе грибника лежат грибы: белые, подосиновики и мухоморы. Всего 32 гриба. Сообщение о том, что вынули мухомор, несет 4 бита информации. Мухоморов в 3 раза меньше, чем белых. Сколько грибов каждого типа?
a) белых — 6, подосиновиков — 24, мухоморов — 2
b) белых — 12, подосиновиков — 16, мухоморов — 4
c) белых — 3, подосиновиков — 28, мухоморов — 1
d) белых — 9, подосиновиков — 20, мухоморов — 3
Решение. Здесь идет речь о разновероятных событиях. Формула подсчет количества информации в данном случае:
24 = 1/Р, где
i — количество бит информации, которое содержится в сообщении, что произошло событие — достали мухомор; i = 4 (по условию); Р — вероятность события, что достали мухомор.
24 = 1/Р, следовательно, Р = 1/16.
С другой стороны, Р = Х/32, где X — количество мухоморов. Тогда Х = 2.

3. В зелье Баба Яга положила: мухоморы и поганки. Bсего 16 грибов. Сообщение о том, что положила мухомор, несет 2 бита информации. Сколько было поганок?
a) 12     b) 11     с) 8     d) 14
Решение. Здесь  идет речь о равновероятных событиях. Формула подсчета количества информации в данном случае:
2i=1/Р, где
i -    количество бит информации, которое содержится в сообщении, что произошло событие— положили мухомор; i = 2 (по условию).
Р -     вероятность события, что положили мухомор. 22 = 1/Р, Р = 1/4.
С другой стороны, Р = Х/16, где X — количество мухоморов. Тогда X = 4, 16-4 = 12 (поганок).

4. Среди 32 монет — одна фальшивая (более легкая). Укажи­те минимальное количество взвешиваний на двухчашечных весах бёз гирь, которое потребуется для поиска фаль­шивой монеты.
a) 2     b) 3     с) 4     d) 5
Решение. Обычно ученики пытаются искать решение по формуле N = 2i, где N — количество вариантов. А здесь надо отойти от стереотипов и искать оптимальный алгоритм.
1 шаг. 11, 11, 10 — отложить (в 11 монетах)
2 шаг. 4, 4, 3 — отложить (в 4 монетах)
3 шаг. 1, 1; 2 — отложить (в 2 монетах)
4 шаг. 1, 1.
Если при взвешивании на 1-м шаге фальшивая монета окажется в группе из 10 монет, то можно добавить одну нефальшивую и продолжить выполнять уже записанный алгоритм.

5. Среди 64 монет — одна фальшивая (более легкая). Укажи­те минимальное количество взвешиваний на двухчашечных весах без гирь, которое потребуется для поиска этой монеты.
a) 3     b) 4     c) 5     d) 6
Оптимальный алгоритм.
1-й шаг. 21, 21, 22 — отложить (в 22 монетах),
2-й шаг. 7, 7, 8 — отложить (в 8 монетах),
3-й шаг. 3, 3, 2 — отложить (в 3 монетах),
4-й шаг. 1,1,1 — отложить.
Если при взвешивании на 1-м шаге фальшивая монета окажется в группе из 21 монеты, то можно добавить одну нефальшивую к и продолжить выполнять уже записанный алгоритм.

6. Среди 80 монет — одна фальшивая (более легкая). Укажи­те минимальное количество взвешиваний на двухчашечных весах без гирь, которое потребуется для поиска этой монеты.
a) 4     b) 5     c) 6     d) 7
Оптимальный алгоритм.
1-й шаг. 27, 27, 26 — отложить (в 27 монетах),
2-й шаг. 9, 9, 9 — отложить,
3-й шаг. 3, 3, 3 — отложить,
4-й шаг. 1,1,1 — отложить.
Если при взвешивании на 1-м шаге фальшивая монета окажется в группе из 26 монет, то можно добавить одну нефальшивую  и продолжить выполнять уже записанный алгоритм.


Комментариев нет:

Отправить комментарий