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第1章 番外:奇奇怪怪的解题方法

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关于那个问题:

假设小镇中现在有100人,且这一代人都可以两两配对形成50对夫妻,算上生产力地下等因素,古代盛世孩子的存活概率大概是50%,假设每对夫妻可以生0~8个孩子。然后,假设天资卓越可以成为仙人的概率是0.2%,仙人可以永远存活下去,且因为仙人生命周期极其漫长,所以其生的一两个孩子可以忽略不计,问,经过漫长的时间,是否有一天,活着的人中全部都是仙人?

让我们先定义一个模型。

假设o-t代表第t代的普通人口数量。第t代的所有普通人都会配对形成o-t\/2对夫妻。

这里,o-t可能是奇数,也可能偶数,是奇数的时候会导致有人无法配对,所以这里,我们直接假设o-t总是偶数。

每对夫妻生小孩,令b为每对夫妻的存活小孩数量,首先,我们假设b是常数。

那么,第t代夫妻所生的存活小孩数量总数为:

(o-t\/2)*b

每个小孩成为仙人的概率为:p=0.002,因此,成为仙人的小孩数量为:[(o-t\/2)*b]*p

成为普通小孩的数量为:[(o-t\/2)*b]*(1-p)。

第t代普通人在生育之后死亡,因此第t+1代的普通人口数量等于第t代夫妻所生小孩中称为普通人的数量。也就是:o-t+1=[(o-t\/2)*b]*(1-p)

而与此同时,仙人的数量会增加,令p-t为第t代开始时仙人的数量。仙人不会死亡,且生育的小孩不计,因此p-t为递增函数,第t代中称为仙人的小孩数量会加入到仙人群体,所以:

p-t+1=p-t + [(o-t\/2)*b]*p

根据初始条件,第零代:p-0=0,o-0=100

不难看出,当o-t=0的时候,普通人数量为零,存活的所有人都是仙人。

根据o-t+1的公式:o-t+1=[(o-t\/2)*b]*(1-p)

可以看出,这是一个线性递推的关系。

令r=[b*(1-p)]\/2

那么,o-t+1=r*o-t

所以,o-t-t+1=r*o-t-t

即:o-1=o-0*r

推得:o-t=o-0*r^t

不难看出,当r>1时,o-t会增长,仙人数量会增加,但普通人的数量也会增加,普通人口数量不会变为零。

当r=1时,o-t保持恒定。

当r<1时,当t→∞时,o-t→0.

在我们的假设情况中,r=[b*(1-p)]\/2

p=0.002,所以1-p=0.998

b为每对夫妻的存活子女数。

根据题目,夫妻可能会生0~8个孩子,存活率为50%,则存活0~4个。

取其平均数2,假设平均每个夫妻有两个存活子女,那么当b=2时,r=[2*0.998]\/2=0.998<1,所以o-t会减少至0

当然,众所周知,人没有一半的,也不能够自我繁殖,所以,当o-t=1的时候,我们便可以认为存活的人中全部都是仙人。

借助函数计算器可得,o-t=o-0*r^t=100*0.998^t,当t=2300时,o-t=1.00056。

得出结论,阿木要等待2300代才可以实现全员仙人化。

按照古人的平均寿命35岁左右来算的话,阿木需要等2300*35=年才能够等到梦想实现的那一天。

八万多年。

将近三千万天。

而且,这还是最最理想的情况,因为天资卓越之人出现的概率要远远小于0.002。感觉说万里挑一都有些少了。

实际的时间可能远比这要多。

但,从理论上讲,这并非没法实现,不是吗?

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