海盜分金幣

2007年11月18日 at 08:35 | In 數學 | Leave a Comment

定義情況Cn,m:n個海盜分m枚金幣。稱呼這些海盜為P1, P2, …, Pn-1, Pn。 由Pn制定分配的規則,如果不同意的人數多於或等於同意者的數目,Pn得 要被槍殺,然後退到情況Cn-1,m

每個海盜都是理性和遵守約定的,不會冒險,而且他們判斷時,不同事物對其重要性如下:(由較重要到不重要)

  1. 自己的性命
  2. 自己的利益
  3. 死亡的人數(海盜認為越來越人受害越好)

設f(n,m,k)為Pk在Cn,m會得到的金幣數 目(若他必死,f(n,m,k)=-∞,若f(n,m,k)不確定,則函數無值),其中m>0, n>>1。

  1. 當m>>n>>1時,f(n,m,n)的值。
  2. 給定m,對於哪些n,Pn必死?有f(n,m,n)=0?
  1. 分n為單雙數考慮:
    1. f(2k+1,m,2k+1) = m – k – 1 :在C2k,m, 會有k-1個海盜必定得到0枚金幣。所以在C2k+1,m,給那些海盜1枚金幣便能獲其支持。再加上自 身,支持Pn的人便有k個。已知隨意選擇一個 i 符合 f(2k,m,i)=1,給予Pi 2枚金幣,也得到其支持了。到在C2k,m的 情況。
    2. f(2k,m,2k) = m-k :在C2k-1,m,有k-2個海盜可能得到0枚金幣,這些海盜是在C2k-2,m得 到非零枚金幣的人。儘管這些可能得0枚金幣的人中,最終必定有剛好一個海盜在C2k-1,m剛好得到2枚 金幣,但在C2k,m未退到C2k-1,m前,那些可能 者都不知自己在C2k-1,m會得到2枚還是0枚金幣。以不冒險的原則,他們便會接受1枚金幣的安排。
  2. 留意各種邊界情況:
    • f(2m-2, m ,2m-2) = 1 , f(2m-1, m ,2m-1) = 0 , f(2m, m ,2m) = 0 且 f(2m, m ,2m-1) = 0 。
    • f(2m+1, m ,2m+1)=0,因為在C2m,m的錢幣分配是確定 的,只要P2m+1的安排是 f(2m, m, i)=0 => f(2m+1, m, i)=1 ,便得到m個人支持,再加起自己,共有m+1人支持,可保性命。
    • f(2m+2,m,2m+2)=-∞ 到了C2m+2,m,在f(2m+1, m , i ) = 0 的i的值共有m+1個,而P2m+2只可分配m枚金幣,怎樣分最多也是m+1人 支持自己。
    • f(2m+3,m,2m+3)=0 !因為P2m+2不想死,他只有支持P2m+3。 將m個金幣分配給Pi,其中 i 使得 f(2m+1, m , i ) = 0,以獲得m個人支持(這 可以隨便分)。於是便有m+2人支持P2m+3
    • f(2m+k,m,2m+k)= -∞ !? 且慢。在C2m+7,P2m+4, P2m+5, P2m+6, P2m+7會 支持,結果他們又能活下來。f(2m+k,m,2m+k) = 0 for k=2r
n /Pi 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 100                
2   -∞              
3 0 0 100            
4 1 1 0 98          
5 2 or 0 0 or 2 1 0 97        
6 1 1 0 1 0 97      
7 2 or 0 2 or 0 1 0 or 2 1 0 96    
8 1 1 0 1 0 1 0 96  
9 2 or 0 2 or 0 1 2 or 0 1 2 or 0 1 0 95

參考:

  • http://gezhi.org/node/477
  • http://www.oursci.org/ency/math/001.htm

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