征集3个人分蛋糕的方法

Yao在课程《理论计算机II》的第一节课上提到的一个问题:

三个人如何平分一块蛋糕?

要求每个人拿到不少于1/3的蛋糕——这里指的是每个人认为自己拿到的蛋糕价值不少于整块蛋糕的1/3,而每个人对于蛋糕的不同区域的价值认识可能不同(即并不完全等价于面积)。

方法最好可以推广到n个人的情形。

课上讲了一种方法:

任选一个人,在蛋糕上缓慢移动,直到有人喊停,切下一块给这个喊停的人。直到分完为止,最后一块给最后一个人(没机会喊停了)。

这个有趣的问题在课堂上引起非常多的讨论,助教被要求在习题课上至少给出6种不同的方法...

请大家帮忙,踊跃发言 :)

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13条留言 -> 跳到留言表格
  • At 2007.09.25 21:32, colin said:

    该方法类似于海盗分黄金的案例?

    但觉得稍许不妥,约束条件不够充分,如切的人是每轮都会换么,且是否有第三者不同意该方案?同时喊停怎么办?而且最后只剩2人时,切的人肯定一点都拿不到了

    • At 2007.09.25 22:36, zhiqiang said:

      文中给的方法没有问题的——切的人可以是任何一个人,他自己也可以喊停。由于是连续情形,也不用考虑同时喊停的假设(我们考虑数学模型)。

      • At 2008.02.06 22:26, 洋葱头 said:

        但是我们似乎忽略了一个问题,每个人都想分得蛋糕,那它一定要喊停。
        在剩下两个人的时候,他们会“争”喊停哟,否则就得不到蛋糕了

      • At 2007.10.02 04:00, dribblejj said:

        最弱的那个方法你肯定会的,先任意挑一个人A按照自己的标准将蛋糕分成均等的三份,让B,C指定三块中自己最喜欢的一块,如果BC最喜欢的相同,那么A在余下的两块中挑一块,如果BC喜欢的不同,则A直接取余下的那一块。现在只有BC两个人分余下的蛋糕,挑一个人进行同样的操作,直到分完。这样也是可以推广到n个人的

        • At 2007.10.03 09:52, szuxjq said:

          如果大家所好都不同,是不是会分成蛋糕粉了?

          • At 2007.10.04 01:18, dribblejj said:

            这儿的切本身就是虚拟的,就是说第一个人划分一个方案,第二个第三个人做好决定以后,第一个人划走自己那块,其实这个方法的本质和小强的那个是一样的

          • At 2007.10.07 23:52, shell said:

            有个问题,对于这种方法,如果A和B串通,而且B甘愿牺牲自己的利益(就是自己也拿不到1/3),是可以使C拿到小于1/3的蛋糕的。
            而课上说的喊停的办法对于这种情况也是正确的,就是说不管另两个人怎么串通,一个人都可以凭借着自己的决策拿到不小于1/3的蛋糕。
            嗯,我觉得加上这种比较严格的条件更有意思一些。

            • At 2007.10.08 18:49, zhiqiang said:

              是啊,这个问题还有很多变形,可以考虑各种各样的情况和限制。

              比如还有一种:比如两个人分,一人分,另一人跳,其实后面这个人是有优势的。因为前一个人只能按照他的评价均分成两块,从而最后得到恰好一半,但后面一个人是有可能拿到多于一般的蛋糕的——相对于他的评估而言。

          • At 2007.10.03 21:09, AI said:

            第一个人切,第二个人为他和第三人挑出较大的两个,第三人从这两个中挑出较大的一个,如果第一个人不傻,那么他就会尽量切的一样大

            这个方法也可以很容易的推广到n个人

            • At 2007.10.12 17:56, guoyu said:

              无嫉妒分蛋糕法

              如果你想和你的朋友一起分享一块蛋糕,怎样分才算公平呢。你也许知道一个公平的分法,
              一个人切,另一个人选。每个人都能保证自己拿到了至少二分之一。
              但是如果三个人来分呢?这里有一个Selfridge 和 Conway提出的分法。
              假设三个人分别叫Alice, Betty,Chuck。
              1:Alice把蛋糕分成三份。
              2:如果Betty认为其中有一块比其他两块大,她可以把这块修整成和另外某一块一样大,
              修整下来的蛋糕放到一边。
              3:让Chuck先选一块,然后Betty最后Alice,但是如果Chuck没有把修整过的那块蛋糕拿走,
              那么Betty必须拿这块蛋糕。保证Alice不会拿到修整过的蛋糕。假设拿到这块修整蛋糕的人为T,
              Betty和Chuck中的另一个人为NT。
              4:现在处理刚才修整下来的蛋糕,让NT分成三份让T,Alice,NT依次选择。

              是不是有点头晕,如果你不明白为什么这个分法公平而且不会互相嫉妒,那么请到这里看答案

              http://www.math.hmc.edu/funfacts/ffiles/30001.4-8.shtml

              • At 2007.10.24 12:05, erany said:

                这个问题非常简单。首先把蛋糕切成100块,然后叫每一个人说出每一块“他们认为的价值”,我想剩下的大家应该都知道怎么分了。有很多种,最简单的就是每个人轮流拿一次他们认为价值最高的一块,直到拿完为止。(注意,他们的结果不一定会拿到相同的块数,因为个人认为价值不同,说不定有其中一个人认为只要一块就价值3份一了。)这个方法不止用在3个人,4,5,6 都可以。 如果有1000人,我们就把蛋糕分1000000块。蛋糕可以无限分块的,分得越细,个人的满足度越高。

                • At 2007.10.26 10:40, erany said:

                  这道题其实不是很好,可以改一下。

                  有块地,地中有若干山,有若干湖,有若干平地, 这块地的价值是3千万。有abc三人,a是做林业开发的,b是养鱼专业户,c是种田的。他们各有1千万,问怎样卖才能让他们认为买到了多于这快地1/3的价值,而且把这块地的商业利用价值发挥到最大?(假设他们一定要买这块地,而且无论大小都要付1千万。因为这是世界上最后一块地,至少对他们而言)

                  用蛋糕来做题达不到出题人想要的表达的问题,而且很容易让人误解。(至少我这么认为,或许是我误解了,呵呵)这就是为什么大家都用切蛋糕的方法,而不是分蛋糕。

                  回到题目上来,对于a来讲,这块地70%的价值在于山,b认为99%在于湖,c认为80%在于平地。大家可能会认为那把山给a,湖给b,平地给c,这到题不就解决了。可是山和湖,湖和平地,平地和山,或山和湖和平地的交界处怎么分。这就是为什么我上次说的“事先分块法”。在纯山,湖,和平地的地方,个人认为的价值差别很大,而交界处则有可能持平(业者可能想建一些保护措施,灌溉设施,或捕捞码头等等有利于自己的发展)。把地以平方米为单位或平方厘米(平方厘米理论上可以,实际上没意义),每个业者对每个单位进行评估,然后对土地的分割做结论。其实我们社会的市场经济就有点这个意思,“看不见的手”会把资源的价值发挥到最大(扯远了)。

                  “三个人如何平分一块蛋糕?
                  要求每个人拿到不少于1/3的蛋糕——这里指的是每个人认为自己拿到的蛋糕价值不少于整块蛋糕的1/3,而每个人对于蛋糕的不同区域的价值认识可能不同(即并不完全等价于面积)。
                  方法最好可以推广到n个人的情形。”
                  原题说“每个人对于蛋糕的不同区域的价值认识可能不同”,它的意思是“同样这块蛋糕中的某一部分,3个人会有不同的兴趣(可能是奶油多一点或是有花边吧,哈哈,不知道)”而不是事先切3块,然后3人比眼力,看谁得到的多,然后3个人都认为自己得到的最多,都脏脏自喜。要是这样我早就会拿一个称来称。事实胜于眼力,另外两人只能看着我吃最多了。哈哈

                • At 2008.05.09 11:09, Magician said:

                  在《数学万花筒》里提到一个方法,3人的时候,让每人用2条直线分出出他认为相等的3部分,最后总能在这6条线中取出2条做划分,使得每人都得到认为比1/3多的。n人的时候应该也可以,画图不方便,就不详细讨论了

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