海盗分金币逻辑推理问题的答案

2022-03-31 17:54:49
导读 总结:海盗在分配赃物时遇到的困难。时间:60分钟。人数:集体参与。目的:1 活跃的团队氛围。2 培养学生的思维能力。道具:笔和纸。步骤:

总结:海盗在分配赃物时遇到的困难。

时间:60分钟。

人数:集体参与。

目的:

1.活跃的团队氛围。

2.培养学生的思维能力。

道具:笔和纸。

步骤:

蔻驰,告诉我:

数学有时会得出看似奇怪的结论。总的规律是,如果逻辑推理没有漏洞,那么结论一定是成立的,即使与你的直觉相矛盾。1998年9月斯蒂芬。加州帕洛阿尔托的Omohundro发给我一个难题,就属于这一类。这个谜题至少存在了十年,但是Omohundro对它进行了修改,使得它的逻辑问题变得异常复杂。

让我们来看看这个拼图的原始形状。10个海盗在地窖里抢了100块金子,打算分赃。这些是谈论民主的海盗(当然是他们自己独特的民主)。他们的习惯是这样分配的:最强大的海盗提出一个分配方案,然后所有的海盗(包括提出自己方案的海盗)对这个方案进行投票。如果超过50%的海盗同意这个计划,它将通过,战利品将被相应地分配。否则,提建议的海贼会被扔进海里,然后最厉害的海贼会重复上述过程。

所有的海盗都乐于看到自己的一个同伙被扔进海里,但如果给他们一个选择,他们宁愿得到一笔现金。他们当然不想被扔进海里。所有的海盗都是理性的,我们知道其他的海盗也是理性的。况且没有两个海贼一样厉害,——。这些海贼从上到下都是对号入座,每个人都知道自己和别人的水平。

这些金块不能分,也不允许几个海盗分金块,因为任何海盗都不相信自己的同伙会遵守分金块的安排。这是一群海盗,每个人都只想着自己。

最凶猛的海盗应该提出怎样的分配方案才能获得最多的黄金?为了方便起见,我们根据海盗的怯懦程度给他们编号。最弱的海盗是海盗一,下一个懦弱的海盗是海盗二,以此类推。这样最厉害的海盗应该得到的数量最多,提案上下颠倒进行。分析所有这些策略游戏的秘密在于,它们应该从末尾往后推。在游戏的最后,你可以很容易地知道哪些决定是有利的,哪些是不利的。一旦确定了这一点,就可以将其应用于倒数第二个决策,以此类推。如果你从游戏开始就开始,你走不远。原因是所有的战略决策都是为了确定:“如果我这样做,下一个人会怎么做?”所以,你下面的海贼所做的决定对你来说很重要,但你之前的海贼所做的决定并不重要,因为反正你对他们也无能为力。

考虑到这一点,我们就可以知道我们的起点应该是在游戏只剩下两个海贼3354的时候,也就是1号和2号3354。此时最强大的海盗是2号,他的最佳分配方案一目了然:100枚金币全部归他所有,而1号海盗什么也得不到。由于他本人投票赞成这个占总数50%的计划,这个计划被通过了。

现在加上海盗3。海贼一号知道,如果海贼三号的计划被否决,那就只剩下两个海贼了,海贼一号肯定什么也得不到。

所以,只要3号的分配方案给1号一点甜头,让他不至于空手回家,不管3号提出什么分配方案,1号都会投。因此,3号需要用尽可能少的黄金贿赂1号海盗,于是制定了如下分配方案:3号海盗获得99金,2号海盗一无所获,1号海盗获得1金。

海盗4也有类似的策略。他需要50%的支持票,所以和3号一样,他需要另寻同伴。他能给同事的最少贿赂是一块金子,可以用来买通海盗2号,如果4号被拒,3号通过,2号就破产了。所以4号的分配方案应该是这样的:99枚金币属于你,3号一枚都没有,2号一枚金币,1号一枚都没有。

《海盗5》的策略略有不同。他需要贿赂另外两个海盗,所以他必须贿赂至少两枚金币才能让他的计划被采纳。他的分配方案应该是:自己98金,3号1金,1号1金。

这个分析过程可以按照上面的思路继续。每个分配方案都是独一无二的,可以让提出方案的海盗获得尽可能多的黄金,同时保证方案会被通过。根据这个模型,10号海盗提出的建议将是,他拥有96枚金币,而其他偶数海盗将每人获得一块金币,奇数海盗将一无所获。这就解决了10个海盗的分配问题。

Omohundro的贡献在于,他把问题扩展到了500个海盗的情况,即500个海盗瓜分100枚金币。显然,类似的规则仍然适用,至少在一定程度上。事实上,上述规则一直到第200个海盗时才被确立。200号海盗的计划是,1号到199号的所有奇数海盗将一无所获,而2号到198号的所有偶数海盗将每人获得一枚金币,剩余的金币归200号海盗本人所有。

乍一看,这种论证方法在200号之后就不再适用了,因为201号拿不出更多的黄金来收买其他海盗。但即使拿不到黄金,201号至少希望自己不会被扔到海里,所以可以这样分配:给1号到199号所有奇数海盗1黄金。

儿子,我自己也不想要。202号海盗也是别无选择,只能放弃一块黄金。他必须用所有的100枚金币买通100个海盗,而这100个海盗必须是按照201号方案将一无所获的人,由于有101个这样的海盗,202号方案将不再是唯一一个有101种——贿赂方案的方案。海盗203必须得到102张赞成票,但他显然没有足够的黄金收买101同伙。所以,无论提出什么样的分配方案,他都注定要被扔进海里喂鱼。不过,虽然203号注定是死路一条,但并不代表他在比赛过程中没有任何作用。相反,204号现在知道203号在试图

能保住性命,就必须避免由他自己来提出分配方案这么一种局面,所以无论204号海盗提出什么样的方案,203号都一定会投赞成票。这样204号海盗总算侥幸拣到一条命:他可以得到他自己的1票、203号的1票、以及另外100名收买的海盗的赞成票,刚好达到保命所需的50%。获得金子的海盗,必属于根据202号方案肯定将一无所获的那101名海盗之列。    205号海盗的命运又如何呢?他可没有这样走运了。他不能指望203号和204号支持他的方案,因为如果他们投票反对205号方案,就可以幸灾乐祸地看到205号被扔到海里去喂鱼,而他们自己的性命却仍然能够保全。这样,无论205号海盗提出什么方案都必死无疑。206号海盗也是如此——他肯定可以得到205号的支持,但这不足以救他一命。    类似地,207号海盗需要104张赞成票——除了他收买的100张赞成票以及他自己的1张赞成票之外,他还需3张赞成票才能免于一死。他可以获得205号和206号的支持,但还差一张票却是无论如何也弄不到了,因此207号海盗的命运也是下海喂鱼。    208号又时来运转了。他需要104张赞成票,而205、206、207号都会支持他,加上他自己一票及收买的100票,他得以过关保命。获得他贿赂的必属于那些根据204号方案肯定将一无所获的人(候选人包括2到200号中所有偶数号的海盗、以及201、203、204号)。现在可以看出一条新的、此后将一直有效的规律:那些方案能过关的海盗(他们的分配方案全都是把金子用来收买100名同伙而自己一点都得不到)相隔的距离越来越远,而在他们之间的海盗则无论提什么样的方案都会被扔进海里——因此为了保命,他们必会投票支持比他们厉害的海盗提出的任何分配方案。得以避免葬身鱼腹的海盗包括201、202、204、208、216、232、264、328、456号,即其号码等于200加2的某一方幂的海盗。    现在我们来看看哪些海盗是获得贿赂的幸运儿。分配贿赂的方法是不唯一的,其中一种方法是让201号海盗把贿赂分给1到199号的所有奇数编号的海盗,让202号分给2到200号的所有偶数编号的海盗,然后是让204号贿赂奇数编号的海盗,208号贿赂偶数编号的海盗,如此类推,也就是轮流贿赂奇数编号和偶数编号的海盗。    结论是:当500名海盗运用最优策略来瓜分金子时,头44名海盗必死无疑,而456号海盗则给从1到199号中所有奇数编号的海盗每人分1块金子,问题就解决了。由于这些海盗所实行的那种民主制度,他们的事情就搞成了最厉害的一批海盗多半都是下海喂鱼,不过有时他们也会觉得自己很幸运——虽然分不到抢来的金子,但总可以免于一死。只有最怯懦的200名海盗有可能分得一份脏物,而他们之中又只有一半的人能真正得到一块金子,的确是怯懦者继承财富。    分享与讨论:    1、在活动中你有何感受?    2、活动中你们遇到了什么情况?怎么解决?    3、结合生活工作学习,你得到了什么启发?

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