嗜甜

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两个孩子,也许和你认识的孩子很像,喜欢蛋糕和数学。因此,玛丽和杰里米决定在他们两个相同的矩形蛋糕上玩以下游戏。

杰里米将把第一个蛋糕切成两块,也许均匀地切,也许不均匀(在这种情况下,第一块会更大)。看到切好的蛋糕后,玛丽将决定选择第一块还是第二块。如果她先选,她将拿走较大的那块。如果她后选,她可以假设杰里米将拿走较大的那块。

接下来,杰里米将把第二个蛋糕切成两块(记住,如果他愿意,第二块较小的可以小到几乎消失)。如果玛丽选择拿走第一个蛋糕的第一块,那么杰里米可以拿走第二个蛋糕的第一块。如果玛丽选择拿走第一个蛋糕的第二块,那么她可以拿走第二个蛋糕的第一块。


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热身问题
假设每个孩子都力求获得尽可能多的蛋糕,杰里米的最佳策略是什么?

在您查看答案之前的提示
假设杰里米将第一个蛋糕分成 f1-f 两部分,其中 f 至少为 1/2。然后,探讨如果玛丽选择拿走分数为 f 的那块,或者如果她后选而获得分数为 1-f 的那块,会产生什么后果。

热身问题答案
按照提示,玛丽这样推理:如果她拿走分数为 f 的那块,那么杰里米实际上会拿走整个第二个蛋糕(他会从第二个蛋糕上切下最小的一点碎屑,然后拿走大的第一块,只给玛丽留下碎屑)。所以,玛丽将准确地得到 f,而杰里米将得到 (1-f) + 1。如果玛丽拿走第一个蛋糕的第二块(分数为 1-f),杰里米最好的做法是将第二个蛋糕分成两半。这样玛丽得到 (1-f) + 1/2

因为杰里米也遵循这个推理,他意识到他能做的最好的事情是使 f = (1-f) + 1/2。也就是说,2f = 1 1/2f = 3/4

如果玛丽然后拿走第一个蛋糕的第一块,那么杰里米将得到第一个蛋糕的 1/4 和整个第二个蛋糕。如果玛丽拿走第一个蛋糕的第二块,那么杰里米将得到第一个蛋糕的 3/4 和第二个蛋糕的 1/2。在这两种情况下,玛丽总共得到 3/4 个蛋糕,而杰里米得到 1 1/4 个。请注意,如果杰里米切第一个蛋糕,使得较大的分数小于 3/4,玛丽后选将获得超过第一个蛋糕的 1/4,并且仍然会获得第二个蛋糕的 1/2,从而增加她的蛋糕量超过 3/4。相比之下,如果杰里米切第一个蛋糕,使得较大的分数超过 3/4,玛丽将直接拿走较大的那块,再次增加她的蛋糕量超过 3/4

热身问题答案结束

我之所以详细讨论热身问题,是因为一周后,一个更难的挑战出现了。厨师玛蒂娜做了三个新的相同的矩形蛋糕。杰里米和玛丽都贪婪地盯着它们。

他们决定了以下规则。同样,杰里米将切蛋糕。但这次,玛丽有两次优先选择权,而杰里米只有一次。也就是说,杰里米切第一个蛋糕。玛丽决定她想先选还是后选这个蛋糕。接下来,杰里米切第二个蛋糕;玛丽再次决定她想先选还是后选。第三个蛋糕也是如此。唯一的限制是玛丽必须允许杰里米至少一次先选。

给您的问题

1. 在这些规则下,杰里米如何最大化他获得的蛋糕量?他会得到多少?

2. 假设有 7 个蛋糕,玛丽在七个蛋糕中的六个蛋糕上拥有优先选择权(她可以选择哪些蛋糕)。杰里米还能保证优势吗?如果可以,优势有多大?

3. 有没有什么方法可以确保每个孩子获得相同数量的蛋糕?

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