37%原则如何优化我们做决定的时间

当需要百(千,万…)里挑一时,需要权衡最优解和效率,有一个37%原则比较有趣。

整个择优过程分为两个阶段:

  • 观望:在前面 k k k个候选者中冒泡记录最优者 p p p,其分数为 V p V_p Vp,但并不选择。
  • 选择:从第 k + 1 k+1 k+1个候选者开始,选择第一个满足 V i > V p V_i>V_p Vi>Vp的候选者 i i i,择优结束。

如果有10000个候选者,遍历10000次的过程中,越往后,找到比前面所有候选者都优秀的候选者的机会越渺茫,此时权衡一下概率和成本,就地抉择也不失为一种好策略,37%原则是这个问题的定量化表示。

总量 n n n个候选人拍成一排,设停止观望的位置为 k k k,从 k + 1 k+1 k+1 n n n的遍历比较,假设其中可以找到最有,设他的位置在 i i i

现在来看一下概率的计算:

  • 总量 n n n中选择一个 k k k,有 1 n \dfrac{1}{n} n1种选择。
  • i i i之前最优的人在前 k k k个,有 k i − 1 \dfrac{k}{i-1} i1k种选择。
  • k k k之后遍历所有的 i i i,叠加所有可能性。
  • 求出可能性最大的 k k k值。

写成式子就是:

P ( k ) = ∑ i = k + 1 n 1 n k i − 1 = k n ∑ i = k + 1 n 1 i − 1 P(k)=\sum\limits_{i=k+1}^n\dfrac{1}{n}\dfrac{k}{i-1}=\dfrac{k}{n}\sum\limits_{i=k+1}^n\dfrac{1}{i-1} P(k)=i=k+1nn1i1k=nki=k+1ni11

为了求极值,用求导的方法,把离散求和式凑成连续的积分(这只是一种技巧,无必然):

P ( k ) = k n ∫ k + 1 n 1 i − 1 d i = k n ( ln ⁡ ( i − 1 ) ∣ k + 1 n ) P(k)=\dfrac{k}{n}\displaystyle\int_{k+1}^n\dfrac{1}{i-1}di=\dfrac{k}{n}(\ln(i-1)|_{k+1}^n) P(k)=nkk+1ni11di=nk(ln(i1)k+1n)

进一步化简:

P ( k ) = k n ( ln ⁡ ( n − 1 k ) ) = − k n ln ⁡ k n − 1 ≈ − k n ln ⁡ k n P(k)=\dfrac{k}{n}(\ln(\dfrac{n-1}{k}))=-\dfrac{k}{n}\ln\dfrac{k}{n-1}\approx-\dfrac{k}{n}\ln\dfrac{k}{n} P(k)=nk(ln(kn1))=nklnn1knklnnk

x = k n x=\dfrac{k}{n} x=nk,则:

P ( n x ) = − x ln ⁡ x P(nx)=-x\ln x P(nx)=xlnx

f ( x ) = − x ln ⁡ x f(x)=-x\ln x f(x)=xlnx,对 x x x求导:

f ′ ( x ) = − ln ⁡ x − 1 f'(x)=-\ln x-1 f(x)=lnx1

x = 1 e x=\dfrac{1}{e} x=e1时, P P P取最大值,此时:

k = n x = 0.37 n k=nx=0.37n k=nx=0.37n

n n n为总量, k = 0.37 n k=0.37n k=0.37n就是 n n n的37%,这就是说, k k k达到总量的37%时,放弃观望后见优选择可以找到最优者的成功率最大,这个成功率是多少呢?

有趣的是,将 x = 1 e x=\dfrac{1}{e} x=e1带入 f ( x ) f(x) f(x)后:

P ( k ) = f ( x ) = 1 e ≈ 0.37 = 37 % P(k)=f(x)=\dfrac{1}{e}\approx0.37=37\% P(k)=f(x)=e10.37=37%

成功率最大的停止点在总量的37%处,成功率的值也是37%:
在这里插入图片描述

这也正是神奇的数学驻点 e e e的又一个表现。

说回37%原则,事实上不光是百里挑一,发生在单向时间序列的人生亦如此,每一个决定都无法回头,同时亦无可能穷尽未来,选择最佳停止观望时机是一个普适问题,类似37%原则的最优停止原则还有很多,值得思考琢磨。

浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。

Guess you like

Origin blog.csdn.net/dog250/article/details/121023711