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核桃树 -- 万维读者沙龙  
2017“核桃树”科学主题沙龙  
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海天:周末趣味题--国王与毒酒 2017-03-31 14:23:41

趣味题:国王与毒酒



乌有国王两天后要大宴宾客,已经准备了500桶美酒,宾主要一醉方休。


可是突然得到情报,有敌对势力在其中一桶酒里下了毒。下的毒物叫歹毒,人喝下去毒性不会立即发作,而将在喝下之后的第23-24小时之内毒发身亡。可是乌有国科技水平低下,没有技术手段能检测歹毒。


现在距离宴会只有48小时了。国王决定,用囚犯来试出究竟哪一桶是毒酒。乌有国王乃是雄主一枚,不介意囚犯死多少,但是要求动用囚犯数目为最少。 


现在你被任命为钦差大臣,问:你最少需要多少囚犯才能保证在宴会开始前找出毒酒?





浏览(2524) (10) 评论(179)
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作者:老冬儿 留言时间:2017-04-09 14:03:35

回国顺利,父母都好,就是俺搞得比较累,减肥了呢。谢谢海天!

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作者:海天 回复 老冬儿 留言时间:2017-04-07 17:34:12

冬儿:欢迎回来!这次“核桃树”沙龙是挺开心的,可惜跟你的时间不凑巧。没关系,我们以后机会还多着呢。回国一切都顺利吗?令尊令堂身体都好吧?等着看你的好文!

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作者:老冬儿 留言时间:2017-04-07 15:43:54

栽梧桐树引来凤凰,种核桃树聚集才子(才女),为你们的雅集鼓掌!

抱歉海天,我完全没有参加,连鼓掌都来得太晚,现在还在旅途中。

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作者:该博客已关闭 回复 海天 留言时间:2017-04-07 05:55:58

谢谢海天!

这题堪称经典:【形形色色的人,思路和性格呈现】

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作者:海天 留言时间:2017-04-05 17:58:53

一道趣味智力题,引来众多才子才女智士高人的热烈讨论,灵光闪烁,精益求精!

作为出题者,我非常感谢木桩MM,牧人,寡人和芹泥MM,让这个游戏过程精彩纷呈,超越原题,走得更高更远;还要特别感谢关博,你给出的“布26x26方阵,首行首列隐而不喝”的精巧攻略,让我们这场集体智力游戏得到了一个几乎完美的方案。

“莫春者,春服既成,冠者五六人,童子六七人,浴乎沂,,风乎舞雩,咏而归。”希望我们还有这样雅聚游戏的机会!

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作者:核桃树 留言时间:2017-04-04 21:02:03

热闹,学习了,看似一个简单的智力题,原来有这么多的数学解答方式。

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作者:BFTS 回复 寡人 留言时间:2017-04-04 20:12:40

》寡人啊,咱这个台下的观众,给你寡人的精彩表演,掌声鼓励!

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作者:寡人 留言时间:2017-04-04 18:56:19

在此我特别感谢海天,牧人兄和芹泥,你们以自己的grace,极大地成全了我的表现欲,真是痛快淋漓。

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作者:lone-shepherd 回复 芹泥 留言时间:2017-04-04 16:22:57

wow,楼已经码到一百七十层了,超过迪拜哈里发高塔了!

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作者:芹泥 留言时间:2017-04-04 11:17:51

我记录一下海天MM在微信中对这题贴的评论:

“形形色色的人,思路和性格呈现,真是太丰富太有趣了, 这贴的讨论堪称经典了,我要保存下来。”

--的确如此,海天MM出的题内涵丰富的奇点,没过一个奇点,各类思路开放,进入下一个奇点, 然后下一轮脑风暴,进入再下一批奇点。 不得不说,海天MM及时删掉牧人兄过早公布的终点,是最妙的一笔。如此,才有这样一个核桃树下猢狲的狂欢。

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作者:溪谷闲人 回复 核桃树 留言时间:2017-04-04 07:16:25

画中的数学原理,包括对称、平衡、渐变、极限、黄金分割……

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作者:核桃树 回复 木桩 留言时间:2017-04-03 20:28:44

好的,木姐姐,我真的很好奇,那样的图案我在一本书上看到过(爱舍尔画的,据说数学家都喜欢他的画),里面的数学原理我一直很想知道。(书上只是说这些图含有数学原理,但并没有细说什么原理)。

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作者:木桩 回复 芹泥 留言时间:2017-04-03 20:11:03

芹姑娘,我给你的那道题的答案,贴了三次,贴不上,大概核桃树贴的人太多,服务器很忙,我过会儿试试吧,

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作者:寡人 回复 留言时间:2017-04-03 20:07:04

这就涉及两个不同的基本假设:木桩及我的假设是每轮喝酒所需时间可以忽略不记,你和牧人认为这个时间不可忽略,但肯定小于一小时。按照我的假定,前面在回复牧人时已经提过了:从现在开始(坐标原点)(0:00时),一小时后(1:00时),。。。,24小时后(24:00时)正好有25个时间节点,最后一次是在24小时时喝下,到(23+24)-(24+24),即47-48小时正好有结果,满足要求。

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作者:芹泥 回复 木桩 留言时间:2017-04-03 20:01:42

木姐姐,这次就非常清楚了哈。你那一道难题的答案呢?

我们玩得有些嗨了哈,我说了,如果我们都这么去考试,肯定都fail掉。

最奇葩的是, 我们把按时找到答案的人的卷子无故没收了,让没有立刻找到答案的人或迟到的乱打喷嚏的人瞎起哄,荒唐哈。没办法,这是咱们核桃树的风格,猢狲的嬉戏嘛。

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作者:木桩 回复 寡人 留言时间:2017-04-03 20:00:16

谢谢指出 typo,贴 2中的B 确实应该是列。我用的(i,j),i 表示行,j表示列。

另外,从第0小时(现在)开始喝酒,一直可以喝到第24小时,也就是可以喝25行,都能在第48小时之前见分晓!

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作者:寡人 回复 木桩 留言时间:2017-04-03 19:49:35

木桩这个科普很专业,一张图省了我们千言万语。"贴2"中B是不是应按“列”来喝?是不是typo?第一行最后一桶酒的坐标是不是应该是(25,1)?

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作者:木桩 留言时间:2017-04-03 19:24:41

贴3

1)如果A 在 22 +i到 23+ i 小时之间死亡,则毒酒在第 i 行;如果 B 在 22 +j 到 23 + j 小时之间死亡,则毒酒在第 j 列。这种情况下,毒酒在第(i, j)位置。

2)如果A 和 B 到 第 48 小时前 都不死亡,则毒酒在第(1,25)位置。

3)如果A 在 22 +i到 23 + i 小时之间死亡,则毒酒在第 i 行;如果 B 到第 48 小时前 都不死亡,则毒酒在 第(i,i)位置。

囚犯A不死的概率是1/500,因为他只有一桶酒没有喝,只有当这一桶恰巧是毒酒时,他才不会死。

囚犯B不死的概率是26/500,因为他有26桶酒没有喝,也就是所有对角线上的酒再加上在(1,25)位子上的酒。只要毒酒在这26桶之间,他就不会死。

如果要更加公平合理,通过让 A 不喝某些对角线上的酒,比如说,不喝在(1,1)位子上的酒,改为让 B 喝,可以增加 A 存活的概率,但会同等减少B存活的概率。总的存活概率仍为 27/500 不变。

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作者:木桩 留言时间:2017-04-03 19:23:17

贴2

其次,我们挑选两位囚犯,记为A和B,并定出如下的喝酒规则:

A 在第 i小时,i=0,1,2,。。。,24,把第i行的每一桶酒各喝上一口。

唯一的例外,是A不喝第一行的最后一桶酒,也就是在(1,25)位子上的酒。

当然,如果A已死掉,他不用,也无法继续喝了。

B 在第 j小时,j=0,1,2,。。。,24,把第j行的每一桶酒各喝上一口。

例外的是,B不喝每一行的对角线上的酒,也就是在(j,j)位子上的酒。另外,

他也不喝第一行的最后一桶酒,也就是在(1,25)位子上的酒。当然,如果B已死掉,他不用,也无法继续喝了。

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作者:木桩 留言时间:2017-04-03 19:22:37

贴1

[海天的这个帖子主要功能是娱乐加科普,已经有一些网友说看不懂了,如果我们能用crystal clear的语言,不带任何歧义地陈述我们的解答,更多的朋友能够看得懂,何乐而不为?]

寡人先生讲的极是,如果我们这样讨论下去,只能限制在我们这几个人的小范围里,大部分朋友不知道我们在讲些什么。我就自告奋勇地科普一下这题的解答,让更多的朋友明白我们在讲些什么。 我分成几个段落(几个跟贴),把问题说个清楚。

首先,我们把500 桶酒放入一个 25x25的方阵,每个格子里放一桶。当然,总的格子数,25x25=625,多于500,所以会有一些空格。我们要保证在对角线上,也就是在(i,i)的位子上一定有酒桶。另外,我们也要保证在第一行的最后一格,也就是在(1,25)的位子上一定有酒桶。

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作者:寡人 回复 寡人 留言时间:2017-04-03 19:12:45

W1,24及W1,25 这两桶酒,不能同时喝,需间隔一小时。

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作者:寡人 回复 芹泥 留言时间:2017-04-03 19:10:19

"如果是25X25矩阵,还会剩两行两列没试过,剩下一人,无论如何不可以了。"

-----芹泥,我觉得试验可以继续下去。而且比原来设计的更快。比如,A如果在最早的时段死了,剩下最后两行未完成。那B只需将W1,24及W1,25 这两桶酒喝了就行了,因为这清楚表明毒酒在第一行。 如果B在最早的时段死了也是同理。总之,无论何时一方死掉,我们都可得到毒酒的一个坐标(横或纵),继续试验直道另一方也死掉或没死掉但已完成全部测试,这样我们便可以得到毒酒的另一坐标。毒酒的位置便确定无疑了。

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作者:芹泥 回复 木桩 留言时间:2017-04-03 18:37:43

而且还是这么多人互相打小报告,传小纸条,公开cheating, 还争着要的奖。

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作者:芹泥 回复 木桩 留言时间:2017-04-03 18:35:55

25X25符合48小时上限,但不符合23-24小时有人可能会死的下线哈。

木姐姐,问问你家教授,如果遇到我们这样的学生,是不是都给fail? 哪有考试考这么长时间还没搞定一道题。:)

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作者:芹泥 回复 寡人 留言时间:2017-04-03 18:30:47

所以,我认为,最佳只能是24X24, 不能25XX,因为,如果有人在23-24小时时死了,如果是25X25矩阵,还会剩两行两列没试过,剩下一人,无论如何不可以了。

看看我们大家为一个人生存率操碎了心,值得的诺贝尔和平奖。

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作者:寡人 回复 木桩 留言时间:2017-04-03 18:19:36

你是对的,我原来没有细想。

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作者:木桩 回复 寡人 留言时间:2017-04-03 18:14:44

寡先生:我说的是 “如果A 在 22 +i 到 23+ i 小时间死亡,则毒酒在第 i 行”。这里 i=1,2,3,。。。。,25。这也是为什么只能有 25x25 的方阵,不能更大了,因为22+25=47,也就是说,A 最晚在 47-48 小时之间死亡,再晚就来不及了。

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作者:寡人 回复 核桃树 留言时间:2017-04-03 17:34:14

“如果是24X24矩阵,假如A或B在23-24小时时死了,怎么办?A或B无法试最后一行或最后一列了。”

----这个问题好!如果是A在23-24小时时死了,说明毒酒是在第一行,那最后一行已没有测试的必要;如果是B在23-24小时死了,说明毒酒是在第一列,那最后一列已没有测试的必要。总之,根据我们的办法,A,B不可能同时在23-24小时时死去。如果其中的任何一个在23-24小时死了,那另一个可以不受影响继续将最后一行(列)测试测试完毕。

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作者:溪谷闲人 回复 特有理 留言时间:2017-04-03 16:23:24

特有理言之有理。能把开区间、闭区间说清楚不是一件容易事儿。边界更复杂一点。就像把0说清楚一样,最起码我不敢保证自己能说得清楚。

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作者:特有理 回复 寡人 留言时间:2017-04-03 16:00:03

这些细节往往是智力题的趣味之处:)如果将题稍作修改,这个边界问题正好是一个陷阱。

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