分项链谜题:用少量切口公平分配宝石

原标题The Necklace-Splitting Puzzle: Fair Shares with Few Cuts

一个拓扑存在性结论的简短引子。

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3Blue1Brown
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2023年12月11日
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摘要

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两个人分项链,使每人得到每种宝石的一半。短片展示四种宝石的例子,并提出 n 种宝石至多用 n 刀即可公平分配,但没有展示完整证明。

  1. 1项链四种宝石以任意顺序排列。
  2. 2公平分配分配各段,使每人得到每种宝石的一半。
  3. 3一般结论每种数量为偶数时,n 种宝石至多需要 n 刀。

要点建议

  1. 每种宝石数量为偶数,且必须平分。
  2. 例子用四刀分配四种宝石。
  3. 一般的 n 刀结论在完整视频中证明。
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01

公平分配谜题

例子和一般结论引出项链分割问题。

讲述者提出一条项链,其中四种宝石以任意顺序排列:8 颗蓝宝石、10 颗祖母绿、4 颗钻石和 6 颗红宝石。两个人希望每人分得每种宝石的一半。

挑战是用尽可能少的切口将项链分成若干段,再把每段分给两人之一。在例子中,四刀可以让每人得到 4 颗蓝宝石、5 颗祖母绿、2 颗钻石和 3 颗红宝石。

短片提出一般结论:如果有 n 种宝石,且每种数量都是偶数,那么至多用 n 刀就能公平分配。短片只介绍谜题,没有给出拓扑证明;链接的完整视频展开了这一论证。

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