麥穗理論,又名「秘書問題」(1 e處為最優分割點)

2021-06-11 19:54:29 字數 1423 閱讀 2116

麥穗理論

有一天,柏拉圖問老師蘇個拉底什麼是愛情?老師就讓他先到麥田裡去,摘一顆全麥田裡最大最金黃的麥穗來。期間只能摘一次,並且期間只能向前走,不能回頭。

柏拉圖於是按照老師說的去做了,結果他兩手空空的走出了田地。老師問他為什麼摘不到?

他說:「因為只能摘一次,又不能走回頭路,期間即使見到最大最金黃的,因為不知前面是否有更好的,所以沒有摘。走到前面時,又發覺總不及之前見到的好,原來最大最金黃的麥穗早已錯過了。於是我什麼也沒有摘!」

老師說:這就是「愛情」。

之後有一天柏拉圖問他的老師什麼是婚姻?老師就叫他先到樹林裡,砍下一顆全樹林裡最大最茂盛的,最適合放在家做聖誕樹的樹。期間同樣只能砍一次,以及同樣只能向前走,不能回頭。

於是柏拉圖又照著老師的話去做。今次,他帶了一顆普普通通,不是很茂盛,也不算太差的樹回來。老師問他:怎麼帶這顆這麼普通的樹回來?他說:「有了上一次的經驗,當我走到大半路程還兩手空空時,看到這顆樹也不太差,便砍了下來,免得錯過了後,最後有什麼也帶不回來。」

老師說:「這就是婚姻!」

數學解答

現在我們用數學的角度來討論這個問題。

假設我們碰到的麥穗有n個,我們用這樣的策略來選麥穗,前k個,記住乙個最大的麥穗記為d(可能是重量,也可能是體積),然後k+1個開始,只要大於d的,就選擇,否則就不選擇。

對於某個固定的k,如果最大的麥穗出現在了第i個位置(k

設k/n=x,並且假設n充分大,則上述公式可以改為:

對-x·lnx求導,並令這個導數為0,可以解出x的最優值,它就是尤拉研究的神秘常數的倒數——1/e。

所以k=n/e.

如果你想摘取最大的麥穗,假設有n個麥穗,你應該先將前n/e個麥穗作為參考,然後再k+1個麥穗開始選擇比前面k個最大的麥穗即可。

e = 2.718281828459,1/e = 0.36787944117144。

其他例子:

一、一樓到十樓的每層電梯門口都放著一顆鑽石,鑽石大小不一。你乘坐電梯從一樓到十樓,每層樓電梯門都會開啟一次,只能拿一次鑽石,問怎樣才能拿到最大的一顆。

答案:首先,這個題目說的,並不能完全拿到最大的鑽石。但可以保證拿到最大鑽石的概率最大。10/e = 3.67,向上取整,得4。則:前四層皆不取,只記下最大的。後面遇到的,只要比前面最大的還大,取之。即可。

二、秘書問題。在機率及博弈論上,秘書問題(類似名稱有相親問題、止步問題、見好就收問題、蘇丹的嫁妝問題、挑剔的求婚者問題等)內容是這樣的:要聘請一名秘書,有n人來面試。每次面試一人,面試過後便要即時決定聘不聘他,如果當時決定不聘他,他便不會回來。面試時總能清楚了解求職者的適合程度,並能和之前的每個人作比較。問憑什麼策略,才使選得到最適合擔任秘書的人的機率最大?

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