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  天天财汇 -> 科技知识 -> 五个囚犯先后从100颗绿豆中抓绿豆。抓得最多和最少的人将被处死,不能交流,可以摸出剩下绿豆的数量,谁的存活几率最大? -> 正文阅读

[科技知识]五个囚犯先后从100颗绿豆中抓绿豆。抓得最多和最少的人将被处死,不能交流,可以摸出剩下绿豆的数量,谁的存活几率最大?

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提示:1、他们都是很聪明的人;2、他们的原则是先求保命,再去多杀人;3、100颗不必都分完,但要保证每人至少抓一颗;4、若有重复的情况,则也算最大和最…
谢邀。
这道题怎么做,取决于我们如何从数学的角度理解题干中这句话:
“他们的原则是先求保命,再去多杀人”。
我的理解是:
每个人采取方案,使得剩下的人在采取最佳方案的时候,自己的存活概率最大;
如果有多种方案使得自己的存活概率最大且相同,则采取杀死人最多的方案;
假设我的理解正确,那么,这道题将会有一个可怕的答案。
定义:
mn" role="presentation">mnm_{n}
为第
n" role="presentation">nn
个人取走的绿豆数,而
Mn" role="presentation">MnM_{n}
为前
n" role="presentation">nn
个人取走的总绿豆数
引理 1:

n" role="presentation">nn
个人 (
1≤n≤3" role="presentation">1≤n≤31\leq n\leq 3
) 取过绿豆时,如果被取走的绿豆数满足
20n&lt;Mn&lt;95+n" role="presentation">20n<Mn<95+n20n<M_{n}<95+n
则第
n+1" role="presentation">n+1n+1
个人应该取
mn+1=min(96&#x2212;Mn+n,[Mn&#x2212;1n])" role="presentation">mn+1=min(96?Mn+n,[Mn?1n])m_{n+1} =\min\left( 96-M_{n}+n,\left[ \frac{M_{n}-1 }{n} \right] \right)
颗绿豆’
证明:
这个方案,可以确保自己不死,同时剩下未取豆子的人死亡概率最大。
其中:
96&#x2212;Mn+n" role="presentation">96?Mn+n96-M_{n}+n 是确保剩下的人至少有一颗绿豆可选,且自己至少取了 2 颗;
[Mn&#x2212;1n]" role="presentation">[Mn?1n]\left[ \frac{M_{n}-1 }{n} \right] 是确保自己取的绿豆数至少比前面取的最多的人少 1 ;
由于
20n">Mn&gt;20n" role="presentation">Mn>20nM_{n}>20n
, 有
[Mn&#x2212;1n]&#x2265;20" role="presentation">[Mn?1n]≥20\left[ \frac{M_{n}-1 }{n} \right] \geq 20
, 这不仅保证了自己取的豆子数不是最多的,并且其他人不可能都取到那么多,所以自己必然存活;
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这是五个聪明人啊,而且损人利己的聪明人。
当你抓了1颗豆,
2号囚徒一看,可能抓3颗豆以上吗?
不可能的,这样会让3、4、5有抓2颗豆存活的机会。而且自己必死无疑呀!
因为对于第3、4、5号来说,抓豆数最优解永远是前几位抓豆平均值取整
于是2号抓了2颗豆子。
到了3号,3号有可能抓3颗豆子以上去成全2号吗?也不可能的。
于是3号也抓了2颗豆子。
4号、5号呢,也是一样,抓了2颗豆子。
结果的分别是1 2 2 2 2,你们全部处死。
...
好了,你想到这一层,而且你是一个聪明人,打算抓2颗豆子试试,
结果2、3、4、5号抓了3颗豆,没人会傻到抓1个豆子吧?
最后形成2 3 3 3 3 的局面,你们全部被处死。
...
你要是抓3个呢,2号只能抓4颗,不存在自己抓2颗并希望后置位抓1颗的希望,
也不能抓5个,因为这样自己会死,但达不到杀死更多人的要求。
于是最终形成的是3 4 4 4 4的结果,你们全被处死。
...
在你选择20颗以下的情况,都是一样的。
可是当你如果决定抓21颗时,
会发现,如果2、3、4号依然按照平均策略去执行时,一定会有一个最低值19出现。
这样只要你抓21颗以上时,2、3、4号这三个聪明人一定有人能存活,并且5号这个倒霉蛋一定会被处死。
你要是抓了94颗,2、3号一定能活,而4、5号就变成了倒霉蛋。
你要是抓了95颗,2号一定可以活,而3、4、5号则必死无疑。
所以,这并不符合你杀死更多人的邪恶心理。
...
想到这里,
你已经明白了,你自己——1号,以及5号,你们两个人无论如何都要被处死。
所以你决定直接抓96颗。
题目中提到的一个很重要的信息:100个豆子不必全部拿完,很多答主忽略了。豆子有下限1(其实即便可以一个豆子不拿也不影响结果),总数是100。
我得出的结论是:如果所有人都是不能保命就团灭的想法,那么铁定团灭,这不重要,更重要的是1号可以选择救2、救23、救234,无视其他人。(前提是剩下所有人都想活着,自杀或者以自杀来杀人不算)
当1号选择49-95,2必活,
48-34,23必活,
33-21,234必活,
小于等于20,后边人如果都没良心的话,会全灭。
也就是说,如果一号是个傻子(随机数),2存活概率最大。
看下面的临界点的例子。
96,1,1,1,1,全死。
95,2,1,1,1,只有2活。
49,48,1,1,1,依旧只有2活。
48,47,3,1,1,23活。
34,33,31,1,1,23活。
33,32,32,2,1,234活。
21,20,20,20,19,234活。
这里用到的原理就是,豆子的总数是有限的,可以通过让最后一个或者几个人拿不到较多豆子而成为最低者淘汰,一号做为最高者淘汰,剩下的人存活。
如果出题的话,1如何选择豆子而让3活4死是出的最有价值的。比如出个选择题,a93,b48,c33,d17。
如果1号拿的低于21且剩下人都没良心还聪明,二号会拿和1号相邻的(20的情况下不会拿21,且不会拿1,其实如果知道其他人也一样足够聪明拿和1号一样的数也无所谓),3号会拿12加起来的平均数取整,45同理,最后5个人只会有两个数一个最高一个最低,然后全死。
如果1号没良心且聪明(即题目所说),会直接拿96带走团灭,2345再善良想救人也没用。
谁也活不了。
第一个囚犯认真思考了五分钟,
越想越乱,
脑瓜子嗡嗡的。
累了毁灭吧.gif
一把抓走九十六颗。
这破题不早有答案了:
第一个无论怎么抓都是必死,所以他无法完成保命的目标。
那就只能追求多杀人了,直接抓96颗。
看Matrix67大牛的博客,让我学到了一个思维方式,那就是从最简单的情况开始考虑。
在大家开始看答案之前,我必须指出:因为题目中没有“每个人都知道其他人也很聪明”这个条件,所以,不会出现A选96颗豆子这种情形。
下面是分析:
假设有3个人ABC,10个豆子,其他条件不变。
一开始B是非常紧张的,他开始了思考。
对他来讲,有上中下三种策略
上策:自己活着中策:全部死光光下策:自己死了,但有其他人活着。
然后他就开始预测A的行为:
A如果拿8颗豆子,B拿1颗豆子,C拿1颗豆子。全死。A如果拿7颗豆子,现在轮到B做选择了B如果拿1颗豆子,C不敢拿1颗,必然拿2颗。C独活。B如果拿2颗豆子,C只能拿1颗,B独活。因为B是个理性人,B这个小婊砸一定会拿2颗。AC死了。A如果拿6颗,B就拿3颗;A如果拿5颗,B就拿4颗。都是B独活,AC死。(我真的不是在黑A站)
B已经找到了规律,那就是,让自己拿的数量在AC之间,就可以保证活。想到此处,他不由得笑出声来。A冷冷的看了他一眼。A如果拿4颗,现在轮到B做选择了。如果B拿5颗,C只能拿1颗,A独活,BC死。如果B拿4颗,C不论拿几颗,都是三人同死。如果B拿3颗,C在得知前两人共拿7颗的情况下,选择拿3颗,三人同归于尽。如果B拿2颗或1颗,C会选择拿3颗,C独活。AB死。B惊奇的发现,不管怎么选,自己都会死。他是不会选择让C这个小婊砸活着的。于是B选择了拿3颗。A如果拿3颗,B略微思索了一下,也会选择三个人同归于尽。A如果拿2颗,B会拿3颗,但是C哈哈一笑(C已经习惯了在B的脑洞中死亡),他不拿5颗,也不拿4颗,也不会拿1颗,他拿了3颗。三人同归于尽。A如果拿一颗,那么(感谢
@胡昌俊
指正)B选1颗,3人同死B选2颗,CC会选择三人同归于尽。 B选3颗或以上,C选AB的平均数。AC活,但B死,所以B不会做这个选择。
但是A也思考了上述的全部过程,A悲催的发现。如果B很聪明,不管自己怎么选,都是个死(对,你去上面仔细看看,我们已经列举了所有的情况)。既然这样,A把希望寄托在B不是很聪明上面,他微微一笑,选了4颗豆子。
ABC卒。
我们归纳出一个定理:如果3个人有n个豆子,n&#x226B;3" role="presentation">n?3n\gg 3,且A不知道B和C是不是理性的,他可以选择[n/3]" role="presentation">[n/3][n/3],如果ABC三人都是理性的,他们会同归于尽。
时光荏苒,有个变态又抓到了4个人,ABCD,然后给了他们20颗豆子。
我们继续从如果A拿20颗豆子开始分析。啊,不,还是直接写结论吧。
当A选择17个时,同归于尽。当A选择16到6个时,B活着。A死。
当A选择5时,B选4,C选4,D选择4和大家同归于尽。当A选择4时,B选5,C选4,D选择4和大家同归于尽。。。。A发现自己必死。于是他拿了5颗豆子,他寄希望于其他人高尚一些。ABCD卒。
转眼到了2015年,题主抓住了5个人,给了他们100颗豆子。第一个人深吸一口烟,吐出个烟圈,他拿了20个。
====程序员的分割线===
后来我又写了个程序,模拟了如下状况:
假设所有人都假设其他人的选择是随机的(可能是因为每个人都假设其他人可能是聪明人,笨的人,高尚的人,自私的人,抑郁症患者等),那么在所有的样本空间里(75287520种可能性),做出最有利于自己的选择:
100 left for A
A will chose 10
90 left for B
B will chose 11
79 left for C
C will chose 11
68 left for D
D will chose 10
58 left for E
E will chose 10
源码在此
math/a.c at master · picasso250/math · GitHub
这个问题里有一个隐含的定律,由于后来抓的人只能从剩下的豆子里抓取,所以对于最后一个人,第五位囚犯来说,他对局势是最清楚也最被动的
如果剩下的豆子少于20颗,他死亡概率接近100%,因为理论上如果前四个人足够聪明,为了保证自己存活,没人会抓少于20颗
如果剩下的豆子多于20颗,他可以不全部抓完,那么只要,只拿20颗,他要么不死(有人拿超过20,就一定有人拿少于20,他们两个必死,剩下的人活),要么和其他人一起死,每个人都是20,,死亡率50%
所以对第一个人来说,他必死,如果他抓超过20,后面的人都抓20,15死,如果他抓少于20,后面的人都抓20,全死,所以他死亡率100%
既然死亡率100%,第一个人决定了后面五个人的命运,要让其它人活几个,还是一起陪葬
最后基本上全灭的方法是,拿20颗,或者拿96颗
所以按照题目描述,每个人足够聪明并且首先自保,其次杀最多的人
第一名摸完,对后面的人来说他手里几乎就是明牌,不会有存活的希望
第一名必死的情况下,他直接96,虽然死了,但杀了最多的人,问题结束
数学上的解答,各位大牛已经详尽了。此题还有逻辑上的简便方法。以及,数学之外的思考。
(看我的答案前,最好先看过其他大牛的数学解答。才不至于对例子陌生。)
题干有个条件:“不能交流”。由于假定每个囚犯都无比聪明,所以交流与否,不影响最终决策。去掉“不能交流”,答案不会有任何变化。
当五个囚犯经过推理,都认定自己必死的时候,有人开始琢磨:
我的推理,都是建立在个人决策的基础上,假如可以结盟呢?我找两个人结盟,把剩下两个人搞死,不就可以了吗?
想到这里,a不禁沾沾自喜,看到了绝处逢生的希望,他对b、c、d、e说:我虽然不能让你们生,但保证能让你们死。(如果我给你们每人留1个,你们都会死。)现在,上头要求至少提供两个死的名额,你们商量出个方案,只要保证我100%不死,我就配合。如果不能保证,谁也活不了。
b听了,扭头对c、d、e说:上头要求至少提供两个死的名额,a不能死,我也不能死,你们仨商量具体操作方案,如果谁能让我、a、他都100%不死,同时,又让其他二人无论如何选择都无法左右我们三人的结盟,我和a就照办。如果不存在,你们仨都会死(给你们都留1个)。
c对d、e说:上头要求至少提供两个死的名额,a、b、我,都不能死……
d、e说:开什么玩笑,你的意思不是让我俩死吗?你们爱谁死谁死!
a、b、c恍然发现,结盟的可能并不存在。
不存在一种结盟可以保证某人必活。
这个结论可以推广:
100个囚犯先后从10000颗绿豆中抓绿豆,抓得最多和最少的人将被处死——
结果一样:所有人都会死。
10000个囚犯先后从100000000颗绿豆中抓绿豆——
仍然一样:所有人都会死。
围观者曰:开玩笑吧?只是从10000人里挑最少和最多的,竟然每个人都会死,太可怕了吧?
答曰:是的。为什么如此残酷?在于假定前提——
“每个人都利己,即便不利己,也要损人,损人意味着局部利己。”
这样的假定下,唯一的结果就是大家都死。假如世界上每个人都是先求利己,利己不成的情况下求损人的话,世界马上就完蛋,谁也活不了。
既然如此,为什么我们现在活得好好的呢?
因为真实的世界放松了假定。放松的第一处是:并不是每个人都绝顶聪明。第二处是:每个人也许都想利己,但不是必然要求损人。
现在考虑,其他条件不变,一点点放松第二处假定,看结果如何变化:
a想:唉,我这么聪明的人,竟然必有一死,既然横竖都是死,别人死不死关我鸟事,随便抓一把,去他娘的!
抓了一把,一看:5个。
轮到b,b一摸,发现a抓了5个,心想:
哟,这家伙居然不是心黑到顶。我最利己的抓法是几个呢?4个。(分析略,可见楼上诸答。)
如果我抓4个,c、d、e会抓几个?都是4个。
(5、4、4、4、4)
结果是,大家都死掉。
想到这里,b倒吸了一口冷气:想不到我这么聪明的人,即便a不陷害,也逃不了一死,真是天命、天命啊!随便抓吧。
抓了17个。
剩下c、d、e,没得选了,出于利己优先的原则,都选平均数,抓11个。
(5、17、11、11、11)
a、b都死了,后三人活了。
这意味着,只要前面两人不存心害人,后面人就能活得很好。但先行者的牺牲是难免的。
原始人问现代人:凭啥我们茹毛饮血你们吃香喝辣?
现代人说:凭你投胎早啊。
原始人说:老子得不到的,孙子们也别想得到。——不繁殖了。就没有现代人了。
但要注意:b的死亡跟a还不一样。a的死亡,在放松假定后很容易避免。b的死亡,则难以避免,并有最大的悲剧意义。
在a随机抓了5个的情况下(假定a抓5个是为保证剩下的绿豆够前人的平均数,正因为有不够平均数的可能,b有能力拯救a,详论见后):假如b抓的比a多,他一定是因为抓得最多而死掉。假如b抓得比a少,他一定是因为抓得最少而死掉。后来者仅仅出于利己,就会都选平均数。哪怕cde只为利己,不为害人,b都非死不可。
a的死看起来和b类似,其实有重要不同。a可以用他的死彰显自己的高尚或卑劣:
轮到b时,b发现a抓了96个,破口大骂:王八蛋,自己死就死了,还要拉上俺们垫背!真是烂人!
轮到b时,b发现a只抓了1个,感慨万千:好人呐,好人。脱离了低级趣味的人。
但是,a抓1个,虽然给其他人留了活命机会,但无论如何救不了b。b最利己的抓法,是抓2个,那么接下来,c、d、e、会毫不犹豫地都抓2个,同时破口大骂:b这个王八蛋!
因为(1,2,2,2,2),所有人都要死。如果前两人只抓3个,无论如何,后三人死的责任都在b头上,哪怕a抓2、b抓1,c、d、e也是必死,他们的死,都是b导致的。(如果b抓50个就不会令他们都死。)
b不管怎么抓,自己都得死。而且,没有办法证明自己是个好人。b出于利己抓2反而损害了自己:非但不能活,还招来一堆唾骂。
b叹了一口气:既然横竖是死,与其死了挨骂,不如死了有人记得我的好。
抓了50个。
轮到c,发现筐里剩下45个,掐指一算,ab的平均数是27.5,他毫不犹豫地抓27。
轮到d,发现还剩18个,他想抓平均数27,不够了,只好抓了17个。心里对e说,兄弟,对不住了,不是有意要害你,哥哥自身保命要紧。
(5、50、27、17、1)
b救了a、c、d,牺牲了自己。
c并不知道,自己的命是b救的,他抓的时候还怀疑ab分别抓了(28、27)。d也不知道b救了他。e就更不知道了。
b的善意没人知道。——除了a。
当a发现自己最终没死的时候,被b感动得痛哭流涕:好兄弟!
换言之,如果a足够聪明,他会想到,他的生死,可能决定在b手里。
比如:a抓5个,b有办法让a必活(抓90个)。
但是,这种决定,需要一个前提,即:b有报恩心态。
我们定义一下报恩心态:
弱报恩心态:如果别人表现出对我好,在不影响自利的前提下,我选择对他好。
强报恩心态:如果别人在可以对我坏的情况下,选择不对我坏,在不影响自利的前提下,如果我可以对他坏或不对他坏,则选择不对他坏。
由于报恩心态在世间是真实存在的,所以a存活的几率很大。
a只要不杀b,放b一马,b虽知必死,只要有强报恩心态,a就必活。
但世间存在的弱报恩心态比较普遍,强报恩心态相对较少。——如果我活着,让我对你好当然可以,我都死了,对你好不好我才不在乎呢。
换言之,a的存活取决于b是否具备强报恩心态。而bcde是否必死,取决于a是否追求损人。
如果,a是个平庸但不卑鄙的人(只追求利己,不追求损人),则在后继者b有强报恩心态的情况下,会享受到先行者的红利。否则,a会成为死在沙滩上的前浪。
所以,在真实的社会模型中(利己但未必损人的假定下),a一定不会选择抓96,让所有人都死掉。
而b,无论如何,既无法享受先行者的红利,也无法避开后继者的迫击,后人仅仅出于自利就会把他弄死,除了先行者感谢他的不杀之恩外,没有人念他的好。
我们可以把这叫做:“老二的悲剧”。
现在假定,a是高尚的人。
先给高尚一个定义:
弱高尚:如果可以自利,就自利。如果不能自利,利人也好。(这个定义并不严密,因为有时候自利牵涉到损人,严密的定义太复杂,故从略。另外,报恩心态,也算是弱高尚的一个具体例子。)
强高尚:利人和自利无区别。
强高尚在世人身上鲜少存在,一般只存在于有血缘关系的近亲或有宗教信仰的人身上。弱高尚则相对普遍。
假定a是弱高尚的人,他意识到,在世界上不存在其他高尚的人的情形下,自己难逃一死。既然横竖都是死,不如,做个高尚的人。
a选择只抓1个。
这就意味着,a以一己之力,让全世界牺牲的概率最小。
但,这仅仅是概率。a的力量有限,他还需要另一个人的成全。
假如b是庸俗的人,会选抓2个。
c、d、e都是庸俗的人,都只抓2个。
(1,2,2,2,2)
全都死掉。a虽然愿意拯救世界,但落空了。
但只要,b、c、d、e里,有一个人,愿意抓50个,就能救所有的人,除了自己和a。
a的死,是求仁得仁。自己的死,是舍生取义。
因为有两人选择主动牺牲,其他人都可以得救。
假如70亿人,先后从1000亿绿豆中抓绿豆,最多的和最少的会死掉的话,
只要存在2个以上高尚的人,世界就会得救。
地藏菩萨云:地狱不空,誓不成佛。我们所处的世界并非不险恶,不逐利。但之所以没有塌陷,还能支撑许多庸凡的人平静地生活,正因为有聪明绝顶的人,在觉悟了世界的冰冷和绝望之后,自甘做出牺牲来消融世界的冰。
第一个人拿 100 个,然后游戏无法进行下去(要求每人至少拿一个)。
抛出 NoBeanLeftBeforeLastPrisonerException 异常中断了游戏,大家都活了下来。
-------------------------我是题目被改了的分割线-------------------------------------------------------
题目改了让人情何已堪。
反正第一人有办法让大家团灭,除非有神奇的原因能使第一人的存活概率不为0,否则就是团灭
简单地说,就是全死。
我理解前提是:如果我能活,我就活;如果我不能活,我就优先拉后面的人死。
题目的前提一:平局一起死,所以一定有人死。
题目的前提二:任何一个人直接拿完所有的,后面的人都是0,必死。
我尽可能简单地定性分析一下:
1、E不会比前四个中最多的拿得更多,否则E就死了;
2、因为E不会拿最多,那D拿的时候,也不会拿最多,否则D就死了;
3、依此类推,每个人都不会拿最多,所以A拿完后,A就是最多的,A必死;
4、既然A必死,A就可以选择让大家一起死,直接拿走100个,剩下都是0,全死。
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加:2024-01-15 23:48:28  更:2024-01-16 10:04:59 
 
 
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