• 关于囚犯模豆子题的一点思考

    日期:2009-10-20 | 分类:IT民工血泪史

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       题目:5个囚犯,分别按1-5号,在装有100颗绿豆的麻袋里抓绿豆,规定每人至少抓一颗,而抓得最多
    和最少的人将被处死,而且,他们之间不能交流,但在抓的时候,可以摸出剩下的豆子数。问他
    们中谁的存活几率最大?
      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
      4.若有重复的情况,则也算最大或最小,一并处死。

    我的解答:

          1.因为足够聪明,所以1号囚犯的豆子数一定会是19、20、21中的一个数字。因为如果是莫一个大于21的数N,那么2号一定会摸N-1的数,因为二号足够聪明,知道自己摸了N-1后,如果有条件,三号一定会接着摸N-1-1的数,如果有条件,四号会接着摸N-1-1-1的数,那么五号一定会摸到最小数(100-(4N-6)其中N>21)<22.取整只能是21或21以下的数,所以一号必然摸的是最多的,所以他不会摸大于21的数。同理可证他不会摸小于19的数。

         2.前三个囚犯应该是(19、20、21)这三个数的随意组合,因为他们都足够聪明,就算出现比如(19,21)这样的情况,二号也不会慌张,因为他知道3号一定会摸20个来保命,那么剩下的只有40个豆子,4号和5号必死。因为要么重复,要么最大最小。再比如出现(19,20)的情况,三号一定会摸21,这样还是把挂的危险直接丢给了4号5号(太残忍了~~~~)。反正就是三号看到前面两个人是摸了39颗,就会摸21颗;看到前面两个人摸了40颗,(我感觉这个情况下2号有点欲擒故纵的感觉。。。)就会摸20颗;看到前面2个摸了41颗,就会摸19颗,反正死的危险总是笼罩在4号和5号上面。

    ----------------------------------

    但是写到这里,我又有一个疑问,就是45号也是足够聪明的人,他们一定发现自己是必死的,那么他们会不会在必死的方向上要害人呢,就是选择一个和前面重复的数字,拖别人下水。 再进一步考虑,在123号足够聪明的前提下,他们也会想到45号会害人,那选择的豆子数会不会因此而发生变化呢?

    哎,这样一想就想不清了...

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    网上有这样的解析,和我的方法有点出入:

    由题设条件可知:摸到最大绿豆数的囚犯必死,摸到最小绿豆数的囚犯必死,摸到重复绿豆数的囚犯必死。
        整体来看,至少有两个囚犯必死。绿豆数为5时,2个囚犯必死(11111)。绿豆数为4时,3-4个囚犯必死(1211,2111)。绿豆数为3时,4-5个囚犯必死(131,311,221,212)。绿豆数为2、1时,5个囚犯必死。
        5个囚犯的策略应该是:5个囚犯必须使摸到的绿豆数不重复,这样才会有最多存活机会;又必须使自己摸到的绿豆数居中,才会有最大存活机会。
        明确了这一点,就可以往下分析了。

        具体分析求机率

        设1号囚犯摸到的绿豆数为N。
        则2号囚犯摸到的绿豆数为N+1或N-1。因为2号囚犯可以通过摸剩余绿豆的方法得知1号囚犯摸到的绿豆数,2号囚犯摸到的绿豆数为N的话就会重复是找死,如果摸到的绿豆数与N相差大于1的话,又会使得3号囚犯有机会使摸到的绿豆数居中。
        3号囚犯也会使自己摸到的绿豆数与1、2号的紧密相邻,即使自己摸到的绿豆数比1、2号的之中最大的大1,最小的小1。因为3号囚犯可以通过摸剩余绿豆的方法得知1、2号囚犯摸到的绿豆总数,又知1、2号囚犯摸到的绿豆数相差为1,从而判断出1、2号囚犯各自摸到的绿豆数。
        4、5号囚犯与3号囚犯想法基本相同。即使自己摸到的绿豆数比自己前面所有的之中最大的大1,最小的小1。
        综上所述,5个囚犯摸到的绿豆数为5个连续整数。

        1号囚犯存活机率。1号囚犯有两种情况必死:摸到的绿豆数最大或最小。摸到的绿豆数最大或最小,只能由后4位囚犯决定,由分析可知后4位囚犯的摸到绿豆数的位置都只有两个,即一组连续整数的两边。因此1号囚犯摸到的绿豆数为最大时的机率为(1/2)*(1/2)*(1/2)*(1/2)=1/16,最小时的机率也为1/16,1号囚犯存活机率为1-(1/16)*2=7/8
        2号囚犯存活机率。由对称性可知2号囚犯存活机率与1号相同,也为7/8。
        3号囚犯存活机率。3号囚犯摸到的绿豆数为最大时的机率为(1/2)*(1/2)*(1/2)=1/8,最小时的机率也为1/8,1号囚犯存活机率为1-(1/8)*2=3/4。
        4号囚犯存活机率。4号囚犯摸到的绿豆数为最大时的机率为(1/2)*(1/2)=1/4,最小时的机率也为1/4,4号囚犯存活机率为1-(1/4)*2=1/2。
        5号囚犯存活机率。5号囚犯摸到的绿豆数不是最大就是最小,必死无疑。5号囚犯存活机率为0。

        [本题到此告一段落。但是5个囚犯的策略似乎有点问题:5号囚犯在必死无疑的情况下,还会为前4人保驾护航吗?他会不会临死拉个垫背的?于是有了以下分析。]

        5号囚犯的“觉醒”(临死拉个垫背的,在必死无疑的情况下多杀人)

        1-4号囚犯策略如前,则4个囚犯摸到的绿豆数为4个连续整数,而5号囚犯的“觉醒”促使他多杀人。要多杀人,他摸到的绿豆数必须为4个连续整数的中间两个,这样有4人必死,只有1人存活。5号囚犯必死,4号囚犯摸到的绿豆数为4个连续整数的最大或最小值,也必死,1-3号囚犯有可能存活。

        先不考虑5号囚犯。
        1号囚犯存活机率。1号囚犯摸到的绿豆数为4个连续整数的最大或最小值,则必死。1号囚犯摸到的绿豆数为最大时的机率为(1/2)*(1/2)*(1/2)=1/8,最小时的机率也为1/8,1号囚犯存活机率为1-(1/8)*2=3/4
        2号囚犯存活机率。由对称性可知2号囚犯存活机率与1号相同,也为3/4。
        3号囚犯存活机率。3号囚犯摸到的绿豆数为最大时的机率为(1/2)*(1/2)=1/4,最小时的机率也为1/4,3号囚犯存活机率为1-(1/4)*2=1/2。

        考虑5号囚犯。
        由于5号囚犯摸到的绿豆数必为4个连续整数的中间两个,故1-3号囚犯存活机率都将减半。即1、2号囚犯存活机率为(3/4)*(1/2)=3/8,3号囚犯存活机率(1/2)*(1/2)=1/4。

        [5号囚犯的“觉醒”等于宣判了4号囚犯的死刑,4号囚犯考虑到这一点后,随之“觉醒”。]

        4、5号囚犯共同“觉醒”

        此情况很简单,大家同赴九泉。
       
       
        综合考虑后,1、2号囚犯存活机率最大。


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