漫畫:有趣的海盜問題

—————? 第二天? —————

海盜分金幣問題:

5個海盜,獲得了100枚金幣点额,于是他們要商量一個方法來分配金幣舔株。商議方式如下:

1. 由5個海盜輪流提出分配方案。

2. 如果超過半數(shù)海盜(包括提出者)同意該方案还棱,則按照該方案分配载慈。

3. 如果同意該方案的人數(shù)(包括提出者)小于等于半數(shù),則提出者要被扔到海里喂魚诱贿,剩下的海盜繼續(xù)商議分配娃肿。

4. 海盜們都是絕對理性的咕缎,以自己盡可能多獲得金幣為目的珠十。但是在收益相等的情況下,會傾向把提出者扔到海里凭豪。

問:第一個海盜應(yīng)該提出怎樣的分配方案焙蹭,才能保證自己既不被扔到海里,又能使自己利益最大化嫂伞?

舉一個栗子:

此時第一個海盜來提議分配方案孔厉,他說:

我要100枚金幣拯钻,你們其他人一個金幣也沒有!

顯然撰豺,其他小伙伴一致反對粪般,結(jié)果第一個提出者被扔到了海里。

接下來輪到第二個海盜提出分配方案污桦,他說:

我只要1個金幣亩歹,剩下3個小伙伴每人33個金幣!

第三個海盜反對凡橱,剩下兩個小伙伴同意小作,同意者超過了半數(shù)(4 : 1),于是按照這個方法執(zhí)行了分配稼钩。

————————————

如何利用遞歸思想來簡化問題呢顾稀?讓我們來詳細分析一下,后文把五個海盜簡稱為老一坝撑、老二静秆、老三、老四绍载、老五诡宗。

老一在提出分配方案的時候,不妨這樣思考:

如果我被扔到海里了击儡,剩下4個海盜塔沃,此時老二的最優(yōu)分配方案是什么呢?

我只要在老二的分配方案上稍微增加一點阳谍,就能贏得更多的支持蛀柴。

老二在提出分配方案的時候,也會這樣思考:

如果我被扔到海里了矫夯,剩下3個海盜鸽疾,此時老三的最優(yōu)分配方案是什么呢?

我只要在老三的分配方案上稍微增加一點训貌,就能贏得更多的支持制肮。

老三在提出分配方案的時候,還是會這樣思考:

如果我被扔到海里了递沪,剩下2個海盜豺鼻,此時老四的最優(yōu)分配方案是什么呢?

我只要在老四的分配方案上稍微增加一點款慨,就能贏得更多的支持儒飒。

整個遞歸過程,就像下圖一樣:

這個遞歸過程到什么時候截止呢檩奠?剩下兩個人為止桩了。

想想看附帽,當剩下兩個人的時候,是什么情形井誉?

此時老四沒有任何選擇蕉扮!無論他如何分配,哪怕把100枚金幣都給老五颗圣,老五仍然可以反對慢显,導致老四被扔到海里,金幣全歸老五所有欠啤。

由此荚藻,老三心想:老四沒有最優(yōu)決策,所以無論我提出什么要求洁段,老四都一定會同意应狱,而老五一定不同意。

由于只要超過半數(shù)同意就可以執(zhí)行分配祠丝,所以老三的最優(yōu)策略如下:

接下來疾呻,老二暗自尋思:如果沒有我,老三能獲得100枚金幣写半,所以無論如何不會同意我岸蜗。但我可以設(shè)法“籠絡(luò)”老四和老五,形成 3 : 1 的局面叠蝇。

在老三的“淫威”下璃岳,他們原本一個金幣都得不到。我給他們一人一枚金幣悔捶,好過由老三來分配铃慷,所以他們肯定會同意。

因此蜕该,老二的最優(yōu)策略如下:

終于輪到老一了犁柜,老一心里琢磨:如果沒有我,老二能獲得98枚金幣堂淡,我總不能分給他多于98枚馋缅,索性放棄他,只要剩下三人中籠絡(luò)到兩人绢淀,形成 3 : 2 的局面即可萤悴。

要籠絡(luò)誰呢?以老二的策略更啄,老三得不到金幣稚疹,所以老三最好“伺候”居灯。我給老三1枚,老三一定同意。

至于老四和老五蹋偏,本來可以得到1枚铅鲤,所以我必須比老二給的多,才能贏得支持跃赚。但我又沒必要同時籠絡(luò)他倆,要么給老四兩枚金幣,放棄老五赂鲤,要么給老五兩枚金幣,放棄老四柱恤。

因此数初,老一的最優(yōu)策略如下:

由于海盜數(shù)目增加到7人,原本的老大順延成為老三梗顺,原本的老二順延成為老四......大家注意這里不要混淆泡孩。

如何把兩種分配結(jié)果進行聚合呢?

在剩余5個海盜的情況下寺谤,要么老六得到兩枚金幣仑鸥,老七沒有金幣;要么老六沒有金幣变屁,老七得到兩枚金幣眼俊。從概率學的角度來分析,這兩種情況發(fā)生的幾率各占50%粟关,所以老六和老七的平均收益都是1枚金幣疮胖。

這樣一來,老二就變得容易分析了闷板。老二想要形成 4:2 的局面获列,他該怎么分配呢?

如果沒有自己蛔垢,老三可以得到97枚击孩,所以老三直接放棄掉。

剩余5個海盜時鹏漆,老四得不到金幣巩梢,所以給老四一枚就可以拉攏,很好伺候艺玲。

剩余5個海盜時括蝠,老五、老六饭聚、老七的平均收益都是1枚忌警,但我們只要拉攏其中兩人就行。所以其中一人沒有金幣秒梳,另外兩人各自給兩枚法绵。這樣就形成了一個排列組合:

2箕速, 2, 0

2朋譬, 0盐茎, 2

0, 2徙赢, 2

因此字柠,老二自己保留的金幣數(shù)量是 100 - 2 - 2 - 1 =?95。完整的分配方案有3種狡赐,如下圖所示:

接下來窑业,為了分析老大的策略,我們?nèi)匀恍枰焉厦嫒N情況聚合一下枕屉。

對于老五数冬、老六、老七搀庶,他們各自有三分之二的幾率得到兩枚金幣拐纱,有三分之一的幾率得不到金幣。所以他們的收益平均值是 2 * 2/3 =?1.33?枚金幣哥倔。

這樣一來秸架,老大也變得容易分析了。老大想要形成 4:3 的局面咆蒿,他該怎么分配呢东抹?

如果沒有自己,老二可以得到95枚沃测,所以老二直接放棄掉缭黔。

剩余6個海盜時,老三得不到金幣蒂破,所以給老三一枚就可以拉攏馏谨,很好伺候。

剩余6個海盜時附迷,老四的收益是1枚惧互,老五、老六喇伯、老七的平均收益是1.33枚喊儡,但無論1枚還是1.33枚,給他們兩枚金幣都是可以拉攏的稻据。我們只要拉攏其中兩人就行艾猜,所以其中兩人沒有金幣,另外兩人各自給兩枚。這樣又形成了一個排列組合:

2匆赃, 2淤毛, 0,?0

2炸庞, 0, 2荚斯,?0

2埠居, 0, 0事期, 2

0滥壕, 2, 2兽泣,?0

0绎橘, 2, 0唠倦, 2

0称鳞, 0, 2稠鼻, 2

因此冈止,老一自己保留的金幣數(shù)量是 100 - 2 - 2 - 1 =95。完整的分配方案有6種候齿,比較復(fù)雜熙暴,這里就不用圖片表示了,直接列出表格:

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