geslon 发表于 2011-8-15 23:12:20

毒酒问题--求解惑

关于精华帖【毒酒问题】,我刚刚开始关注和尝试研究这个问题,有几个想法不知道对不对。
1,如果是1000桶里面仅有1桶毒酒,就需要10个人就够了。(这个估计诸位达人早就有结论了。)因为2^10=1024大于1000,所以每桶酒编一个号码从1到1000,并转换成10位数的二进制编码,第一个囚犯喝所有第一位是1的桶,第二号喝所有第二位是1的桶,…………,最后就能确定是哪一桶有毒。(哈哈,如果有囚犯喝多了醉死或者撑死怎么办???)
2,如果是1000桶里有两桶毒酒,就有C(1000,2)种组合,这个数小于2^19。也就是说,理论上19是可能的(18绝对不可能)。但是我们也发现,由于利用上有重复,目前我们发现的最好结果是math今天刚发的32人的方案。能有这么多的冗余么?

KeyTo9_Fans 发表于 2011-8-16 00:21:10

本帖最后由 KeyTo9_Fans 于 2011-8-16 00:59 编辑

$19$人确实有可能,但如果你算一下可行的概率,就发现这个概率几乎是$0$:

$19$人有可行方案的概率为$1/10^179377$。

$20$、$21$、$22$、$23$人有可行方案的概率仍然接近$0$。

$24$人有可行方案的概率很大,几乎是$1$,但由于可行方案所占的比例几乎是$0$,我们很难找到它们。

当人数增加至$32$人时,可行方案所占的比例是$1/4119363614315$。

这么低的概率都被mathe找到了,说明要不就是mathe的运气特别好,要不就是mathe有很好的构造答案的技巧。

geslon 发表于 2011-8-17 00:27:45

Fans超版,弱弱的问一下:你的可行方案概率是怎么算出来的?
可行方案概率和可行方案所占比例,这两个分别是什么数学意义?

xbtianlang 发表于 2011-8-17 10:02:45

1000份酒,分给32人喝。每份酒分给不同的若干人喝,每个人喝若干份不同的酒。
其中,分给6人喝的有20份,依次是 7: 78, 8: 178, 9: 228, 10: 231, 11: 151, 12: 73, 13: 30, 14: 10 ,15: 1
每个人喝酒的份数为:
1: 315
2: 327
3: 358
4: 328
5: 345
6: 327
7: 322
8: 325
9: 353
10: 290
11: 335
12: 375
13: 226
14: 238
15: 264
16: 272
17: 356
18: 249
19: 209
20: 186
21: 294
22: 285
23: 286
24: 295
25: 309
26: 294
27: 286
28: 308
29: 302
30: 289
31: 290
32: 296
由此可见,十天后这32人中的大部分将会死去(如果是999人喝,最多死2人),这个代价有点大。
现在问题是,这些数据是否可以再优化,尽量使死人的概率降低(每个人喝的份数尽量少)?!是否可用31人鉴别毒酒。

mathe 发表于 2011-8-17 11:30:32

我用的就是另外一个链接中39#文章中方法对于固定部分稍微改变一下然后余下用随机方法得到的。能够算到32人有一定的运气因素,1000桶酒是现在能够得出的最优结果,实际上平均结果估计也就900多一些。
而33人那个算法就相对比较容易得出,实际上33人用这个算法现在已经可以达到1196桶酒。
而至于是否存在31人的方案,我相信应该会存在,只是这种算法基本上也无能为力了,需要更加好的构造方法才行。比如可以尝试部分构造以后,余下部分用计算机穷举或启发算法搜索,应该会有更好的结果。实际上,如果用现在的算法9个囚徒只能找到13桶酒(实际上13桶酒8个囚徒就够了,说明这个算法离最优解还是有一定距离的)
至于xbtianlang 提到的问题,显然为了减少囚徒数目,必然会增加死亡的数目。从概率上来说,如果为囚徒总数目最少,平均每个人喝酒数目应该在喝掉总数的$1-{sqrt(2)}/2$和$1/3$之间为最佳,所以死亡概率必然不低

KeyTo9_Fans 发表于 2011-8-20 23:16:29

OEIS上有没有这样一个数列:用$a(n)$表示$n$个囚徒最多可以区分多少桶酒?

如果没有,希望能创建一个。

mathe 发表于 2011-8-24 12:39:06

OEIS上有没有这样一个数列:用$a(n)$表示$n$个囚徒最多可以区分多少桶酒?

如果没有,希望能创建一个。
KeyTo9_Fans 发表于 2011-8-20 23:16 http://bbs.emath.ac.cn/images/common/back.gif

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