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约瑟夫问题


约瑟夫·德西马顿(Josephus Decimation)

给定一组n个男人们排成一排圆圈根据法令米此人将被处死这个圆圈直到只剩下一个,找到位置L(n,m)你应该遵守秩序成为最后一名幸存者(Ball and Coxeter 1987)。在中给出位置的列表第一、第二等的执行顺序约瑟夫斯[n个,]在中Wolfram语言包裹组合数学`例如,考虑n=4编号为1至4的男子,每秒钟(m=2)如上图所示,人类被反复屠杀。作为可以看出,第一个人被杀第四,第二个人被杀第一,第三个人被杀第三,第四个人第二,所以约瑟夫斯[4,2] 收益{4,1, 3, 2}.

为了获得连续被屠宰的人的有序名单,逆置换可以应用于的输出约瑟夫斯因此,在上面的示例中,逆置换[Josephus[4,2]]收益{2, 4, 3, 1}因为第二个人先被杀,第四个人被杀第二,第三个人被第三次屠宰,第一个人被第四次屠宰。

约瑟夫41-3

最初的约瑟夫问题包括圆圈41人死亡(n=41,m=3),其中外部数字表示特定男子被杀的顺序。为了最后两个人的生命为了幸免,它们必须位于第31位(最后)和第16位(倒数第二)。按执行顺序排列的完整列表为3、6、9、12、15、18、21、24、27、30、33、,36, 39, 1, 5, 10, 14, 19, 23, 28, 32, 37, 41, 7, 13, 20, 26, 34, 40, 8, 17, 29, 38,11、25、2、22、4、35、16、31。

约瑟夫30-9

该问题的另一个版本考虑了圆圈分为两组(例如“A”和“B”),每组15人(总共30人男子),每九名男子被抛下船,如上图所示。保存所有成员在“A”组中,男子必须被安排在位置1、2、3、4、10、11、,13, 14, 15, 17, 20, 21, 25, 28, 29. 明确写出的顺序是

 AAAABBBBBABAAABABBAABBBBBBBAAB。
(1)

借助于记忆的“从数字的帮助和艺术中,名声永远不会离开。”想想元音仅,分配a=1,e=2,i=3,o=4,u=5,并交替添加对应于元音值,如4A(o)、5B(u)、2A(e)等(莫特·史密斯1954年,§149,第94页和209-210;Ball and Coxeter 1987)。

约瑟夫30-10

如果改为每隔第十男子被抛下船外,“A”组的男子必须处于位置1、2、4、5、6、12、13、16、17、18、19、21、25、,28, 29. 明确写出,

 AABAAABBBBBABABAAAABABABABBBBAABABAB
(2)

可以用拉丁语构造记忆的“雷克斯paphi cum gente bona dat signa serena”(鲍尔和考克塞特1987)。

下面的数组给出了一组中最后一个幸存者的原始位置n=1,2, ..., 如果每隔米第个男人被杀是因为m=1,2。。。,n个:

 1         ; 2 1        ; 3 3 2       ; 4 1 1 2;5 3 4 1 2     ; 6 5 1 5 1 4    ; 7 7 4 2 6 3 5   ; 8 1 7 6 3 1 4 4  ; 9 3 1 1 8 7 2 3 8 ; 10 5 4 5 3 3 9 1 7 8
(3)

(组织环境信息系统A032434号). 幸存者m=2可以通过以下公式进行分析

 L(n,2)=1+2n-2^(1+|_lgn_|),
(4)

哪里|_n个_|楼层功能lg(长度)对数至底座2。前几个解决方案因此是1、1、3、1、3,5、7、1,3、5、7,9、11、13、15、1。。。(组织环境信息系统A006257美元).

下表给出了倒数第二名幸存者的原始位置n=2,3, ...:

 1 2        ; 2 1 1       ; 3 3 4 3      ; 4 5 2 2 4     ; 5 1 5 6 3 5    ; 6 3 1 3 1 4 4   ; 7 5 4 7 6 2 3 7  ; 8 7 7 2 2 8 1 6 7 ; 9 9 10 6 7 4 8 4 6 4
(5)

(组织环境信息系统A032435号).

下表给出了倒数第三名幸存者的原始位置n=3,4, ...:

 1 2 3       ; 2 4 2 1      ; 3 1 5 5 3     ; 4 3 2 3 2 2    ; 5 5 5 7 7 1 2;6 7 8 3 4 7 1 2  ; 7 9 2 7 9 4 8 1 2 ; 8 1 5 1 4 10 5 9 1 7
(6)

(组织环境信息系统A032436美元).

莫特·史密斯(Mott-Smith,1954,§153,第96和212页)讨论了一种名为“出局与出局”的纸牌游戏,其中纸牌组顶部的纸牌交替丢弃放在底部。这是一个带参数的约瑟夫问题m=2,Mott-Smith暗示了上述封闭式解决方案。


另请参见

柯克曼的女学生问题,项链

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参考文献

巴赫特,C.G。中的问题23Problèmes plaisans et délectables,第二版。第1741624页。球,W.W。R。和H.S.科克塞特。M。数学娱乐与论文,第13版。纽约:多佛,第32-361987页。巴鲁,P.“约瑟夫问题。”http://www.pballew.net/josephus.html.格雷厄姆,共和国。;Knuth,D.E。;和O.Patashnik。混凝土数学:计算机科学基础,第二版。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,1994科努特,D.E。这个计算机编程艺术,第1卷:基本算法,第3版。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,1997年。科努特,D.E。这个计算机编程艺术,第3卷:排序和搜索,第2版。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,1998年。Kraitchik,M.“约瑟夫的问题”§3.13英寸数学娱乐。纽约:W.W。诺顿,第93-94页,1942年。莫特·史密斯,G.《抽取难题》第9章,§149-154 in数学初学者和爱好者的困惑,第二版。纽约:多佛,第94-97页和209-2141954年。奥德里兹科,A.M。和Wilf,H.S。“功能迭代和约瑟夫问题。"格拉斯哥数学。J。 33, 235-240,1991Skiena,S.“约瑟夫问题”,第1.4.3节实施离散数学:组合数学和图论与数学。阅读,马萨诸塞州:Addison-Wesley,第34-35页,1990年。新泽西州斯隆。答:。序列A006257美元/M2216,A032434号,A032435号、和A032436号在“整数序列在线百科全书”中更新链接史密斯,H·J。“约瑟夫斯置换问题。”http://www.geocities.com/hjsmithh/Josephus.html

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约瑟夫问题

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“约瑟夫问题。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/JosephusProblem.html网址

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