それではまず、コインに仮にナンバーをふってみましょう。
これを1・2・3と、4・5・6・7と、8・9・10・11の3つのグループに分けます。
1〜11
最初は全部灰色(真贋が分からない)コインですね。
4・5・6・7と8・9・10・11のグループを天秤にかけます。
ここで、
[1100]:4・5・6・7と8・9・10・11が釣り合った場合
[1200]:4・5・6・7の方が8・9・10・11より重い場合
[1300]:1200の逆の場合
の3通りが起こり得ます。1300の場合は1200と結局は同じ意味なので、1100と1200の場合について考えてみましょう。
[1100の場合]
1回目の試行で天秤が釣り合ったので、4〜11の8個のコインは全て本物と判明しています。
1〜3
4〜11
今度は2と3を天秤にかけます。
ここでは、
[1110]:2と3が釣り合った場合
[1120]:2の方が3より重い場合
[1130]:1120の逆の場合
の3通りが起こり得ます。
1110の場合は答えが出ます。即ち2と3も本物なので1が偽物です。
2〜11
1
1130の場合は1120と結局は同じ意味なので、1120の場合について考えてみましょう。
[1120の場合]
2回目の試行で1のコインも本物と判明しました。
2・3
1・4〜11
今度は1と2を天秤にかけます。
ここでは、
[1121]:1と2が釣り合った場合
[1122]:1の方が2より重い場合
[1123]:1122の逆の場合
の3通りが起こり得ます。
1121の場合は2も本物なので、3が偽物です。
1・2・4〜11
3
1122と1123の場合は2が偽物です。
1・3〜11
2
[1200の場合]
1回目の試行で天秤が傾いたので、1〜3の3個のコインは本物と判明しています。
1〜3
4〜11
今度は4・5・8・9と1・2・3・11を天秤にかけます。
ここでは、
[1210]:4・5・8・9と1・2・3・11が釣り合った場合
[1220]:4・5・8・9の方が1・2・3・11より重い場合
[1230]:1220の逆の場合
の3通りが起こり得ます。
[1210の場合]
1〜3に加えて4・5・8・9・11が本物と判明します。
1〜3・4・5・8・9・11
6・7・10
残ったのは6・7・10です。
今度は6・10と1・2を天秤にかけます。
ここでは、
[1211]:6・10と1・2が釣り合った場合
[1212]:6・10の方が1・2より重い場合
[1213]:1212の逆の場合
の3通りが起こり得ます。
1211の場合は6と10も本物で、残った7が偽物と判明します。
1〜6・8〜11
7
1212の場合は偽物は本物よりも重い、と言う事が判明し、1回目の試行で重い側にあった6が偽物と判明します。
1〜5・7〜11
6
1213の場合は1212の場合と逆で、偽物は本物より軽い、と言う事が判明し、1回目の試行で軽い側にあった10が偽物と判明します。
1〜9・11
11
[1220の場合]
1〜3に加えて6・7・10が本物と判明します。また、4・5・8・9側が重かったので、8と9も本物(1回目の試行では軽い側にあった)と判明します。
残ったのは4・5・11です。
1〜3・6〜10
4・5・11
今度は4・11と1・2を天秤にかけます。
ここでは、
[1221]:4・11と1・2が釣り合った場合
[1222]:4・11の方が1・2より重い場合
[1223]:1222の逆の場合
の3通りが起こり得ます。
1221の場合は4と11も本物で、残った5が偽物と判明します。
1〜4・6〜11
5
1222の場合は偽物は本物よりも重い、と言う事が判明し、1回目の試行で重い側にあった4が偽物と判明します。
1〜3・5〜11
4
1223の場合は1222の場合と逆で、偽物は本物より軽い、と言う事が判明し、1回目の試行で軽い側にあった11が偽物と判明します。
1〜10
11
[1230の場合]
1〜3に加えて6・7・10が本物と判明します。また、4・5・8・9側が軽かったので、4と5も本物(1回目の試行では重い側にあった)、11も本物(1回目の試行では軽い側にあった)と判明します。
1〜7・10〜11
8・9
残ったのは8と9です。
この2つを天秤にかけて軽い方が偽物と判明します。