海盗分宝

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  这是一个流传甚广的趣味数学问题,据说这是美国斯坦福大学教授曾用过的一道面试题,引人入胜,趣味盎然,其中蕴含的数学思想方法为众多数学爱好者津津乐道。甚至有好事者统计后宣称:20分钟内能回答出这道题的人,平均年薪在8万美金以上。所谓能解此题者前途无量自是戏言,但这则问题中严密的推理却颇值得玩味。必须指出的是,虚拟假设的“海盗分宝问题”条件和情境与一般人想象有所差异,仅仅是为了问题解答和合情推理的需要。必要铺垫之后,下面进入正题。
  问题的条件是:在某个海岛上有5个聪明理性并且贪婪的海盗。聪明是指他们在智力上不存在高低优劣,都能对自己和他人的想法进行精确的推断;理性是指他们都把生存作为选择前提首先考虑,在此基础上再进行理智的得失判断;贪婪是指他们都无一例外地希望自己得到尽可能多的收益,即他们之间绝不存在平分财物之类的公平分配情况。
  问题的情境是:这5个海盗有一次抢到了100颗价值连城的宝石,每一颗同样大小同样价值。他们决定按如下规则分配:
  1.抽签决定自己的号码(1,2,3,4,5)
  2.首先,由1号提出分配方案,然后5人进行表决,如果有不少于半数(即等于一半或多于一半)的人同意,那么就按照他的提案进行分配,否则(即少于一半的人同意)他将被扔入大海喂鲨鱼。
  3.如果1号死后,再由2号提出分配方案,然后大家4人进行表决,同样如果有不少于半数的人同意,那么就按照他的提案进行分配,否则他将被扔入大海喂鲨鱼。
  4.依此类推
  问题的要求是:如果你是第一个海盗(即1号),你会提出怎样的分配方案才能够使自己的收益最大化。简单地说,就是1号该怎么分配才能使自己不被扔进大海,同时得到最多的宝石数目?
  
  [分析与解答]首先,假定只剩下4号与5号两个人时,4号提出的方案肯定是100,0,即4号得100颗宝石,5号得0颗,因为他同意就能达到一半的同意票,理所当然通过方案得到全部宝石,而5号将一无所有,所以贪心的5号一定不愿意出现这种情况。
  假定剩下三个人即3、4、5号时,由3号提方案,3号和5号都清楚,如果3号的方案被否决掉,那3号就被扔进大海,剩下的4、5号就会由4号提方案,那么5号将颗粒无收,所以3号会拿出1颗宝石来收买5号,给4号的是0颗,分配方案是99,0,1。当然什么也得不到的4号肯定反对,而5号只能接受这个方案,因为他不同意的话,根据上面的推测,就会让3号出局,自己必定一无所有。
  假定剩下四个人即2、3、4、5时,由2号提方案,2号和4号都清楚,如果2号的方案被否决掉,那2号就被扔进大海剩下三个人的情形,根据上面的推测,4号就会颗粒无收,所以2号会拿出1颗宝石来收买4号,给3、5号的都是0颗,分配方案是99,0,1,0,当然什么也得不到的3、5号肯定反对,而4号只能接受这个方案,因为他不同意的话,根据上面的推测,就会让2号出局,自己必定一无所有。
  假定是1、2、3、4、5号分配时,由1号提方案,1号和3、5号都清楚,如果1号的方案被否决掉,那1号就被扔进大海,剩下四个人的情形。根据上面的推测,3、5号就会颗粒无收,所以1号会拿出1颗宝石给3号,再拿出1颗宝石给5号,而给2、4号的都是0颗,分配方案是98,0,1,0,1,当然什么也得不到的2、4号肯定反对,而3、5号只能接受这个方案,因为他俩若有一个不同意的话,根据上面的推测,就会让1号出局,他俩必定一无所有,有1颗总比没有强吧!因此1号的这种方案既保证了自己能得到超过一半的赞同票,同时又保证了自己收益的最大化,所以这是1号最为正确合理的分配方案。
  从本题的解答不难看出,若想得出正确合理的分配方案,我们应该利用逆向思维从最简单也是最极端的状况人手,在推断结论的基础上不断递进分析,逐步进入题意情境,靠近所求结果。这种反向思考和递推策略是解决这个问题的关键,我们应该引起足够重视。
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