Nの囚人の挑戦 - グラフ理論の問題に関連する確率
部屋があり、\(\ N-)箱はから、\(1 \)に\(N- \)番号。ながら\(N- \)から\(1 \)の\(N- \)ナンバープレートのランダム破壊ボックスに、各ボックスは、唯一のナンバープレートを有しています。
既存の\(N- \)からの囚人、\(1 \)の\(N- \)数。挑戦を完了するために、すべての囚人を必要とし、すべての囚人が、その後、彼らがリリースされる場合、チャレンジは成功です。チャレンジ内容:各囚人が順次、任意の数を超えていないオープン、部屋に入り、表示(\ rfloorの\ {} \ lfloorの\のFRAC {N-2})\を(切り捨て)ボックス内の数字は、すべてのボックス反発。囚人の場合は\(I \)ボックスビュー、番号が含まれている独自のがある(私は\)\を、成功裏に囚人の挑戦と呼ばれます。
任意の形式のすべての捕虜交換禁止中に挑戦。しかし、挑戦する前に、すべての囚人は、戦略を議論する機会がありました、そして、彼らは、最適な戦略を発見した(最適な戦略を意味する政策が成功した場合、データのセットが許可されていないで、他の政策は成功することができます)!
Nを考えると、囚人の下で最適な戦略を得る確率がリリースされました。
ボックス番号を有向グラフとみなされるとの関係\(G \) :ボックスの場合\(Iは\)番号の内部に配置された\(J \)は、その後のものがある\(Iは\)点が\(J \)有向枝。見つけることは困難で、\(G \)は、重要な特徴があります度と全ての点に対して実行されている\(1 \) 、ことを示している\(G \)は(少なくとも1つを意味する)の数によって制限されるが、相互に連通されていませんリング(あなたは、あなたがそれについて考えることができ、このオイラーのようなものを理解していない場合は、差があるだけで\(G \)必ずしも通信しません)。
リングに沿ってを探すために:出てくるので、私たちの戦略も用意。言い換えれば、囚人の\は(私は\)ボックスの同じ数を所有する必要があります(私は\)\ボックスの場合は、開始します\は(私は\)内の数字を置い\(J \) 、そして残りは箱開きます(\をJ \)、というように、あなたは数や上限に達した回数を見つけるまで。放出されるようにこの戦略、およびすべての囚人のために十分な条件に応じてあるすべてのループ長よりも小さい\(\ lfloorの\のFRAC {N-2}} {\ rfloorの\)が、これは逆の観点から、確率を計算することは容易ではありません開始します。
以上の長さの存在:相補の場合考える\(\ lfloorの\のFRAC {N } {2} \ rfloor \) 確率リング\(P「\)を。明らかに漏れていないこの状況は、に分割されなくてもよい。長さが存在する\(\ lfloorの\のFRAC {N-2}} {\ rfloor 1 + \) 、\(\ lfloor \ FRAC {N-2}} {\ rfloor +2 \)、......、\(N- \)リング。だから我々は持っています
それでは、どのように計算します\(P「(k)を\ ) それ?最初のピック\(K \)次に、リングの数、および完全な配列のためのリング上のポイントの残りの点(点がリングに全体配置属することに注意円形配置を)。当社は、取得します:
ため\(\ lfloorの\のFRAC {N-2}} {\ rfloor <K≤N \)、長さが存在する\(K \)環は場合では
完全な配列で割った\(nは!\)与えるために
だから、最終的な答えであります
場合(\ N-)\無限大に近づく、我々は制限有する\を(\ LIM \ limits_ {N \が\するinftyの} \和\ limits_ {K = N + 1} ^ {2N} = LN(2)\) 、次いでおおよそ\(\ LIM \ limits_ {N 、N Pを(inftyのに\ \})= 1-LN(2)≈0.307\)
最適な戦略があるが、私は、言っているが、貧しい囚人の確率は非常に低くリリースされました。
このポリシーについて最適:実際、私はどのように厳格な証明を知りません。しかし、タイトルが設定した条件は、各囚人の選択肢は、互いに独立しており、各囚人は、実際には二つの選択肢を作ることができます:ランダムな選択/プレスエッジに行かなければなりません。ランダムにのみ当選選択( - \ 31であり、{}(\ {。FRAC 1} {2})^ {100}≈7.8886\ times10 ^)\、質量選択当選は、このように最適な存在であるべきであるエッジを押し下げ、高くありません戦略。