Как найти радиоактивный шар?
Разделить шары на две кучи, счетчиком выбрать ядовитую. Повторять процедуру с ядовитой до победы.
Если у вас матрица в которой лишь один элемент отличается от других и тот элемент никак не фонит — никакой метод ветвей и границ ***** не нужен и нужно просто в цикле пройтись и найти его (и это единственный оптимальный способ сделать это, любые другие методы лишь увеличат время (кроме правильного распараллеливания)).
В примере же с убывающими в обе стороны значениями хорошо бы подошёл адаптированный под это интерполяционный поиск.