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商人过河问题

商人过河
一、问题重述和分析
随从们密约, 在河的任一岸, 一旦随从的人数比商人多, 就杀人越货。

现有4名商人各带一个随从一起渡河一只船只能容纳两个人,但如何乘船渡河的大权掌握在商人的手里,商人怎样安排才能在有限步内安全渡河?
二、模型假设
1、在商人人数多于随从时乘船渡河的大权掌握在商人的手里;
2、商人和随从都会划船;
三.符号说明
x表示商人人数;
y表示随从人数;
z表示划船到河的此岸与彼岸。

四、模型的建立与求解
本题为多步决策模型,每一次过河都是状态量的转移过程。

此岸四个商人用x=0、1、2、3、4表示,此岸四个随从用y=0、1、2、3、4表示,z=0时表示划船到河的此岸时,z=1时表示划船到河的彼岸时,用有序数对(x,y,z)表示每次转移的状态量。

解决此问题就是状态量(4,4,0)转移至(0,0,1),以下就是状态量转移的全部情况(其中“!”表示不能再转移下去或与前面步骤重复):
(4,4,0)→(3,3,1)
↓↓
(4,2,1)→(4,3,0)→(4,1,1)→(4,2,0)→(4,0,1)→(4,1,0)→!

(2,2,1)


由以上关系可知,一只船只能容纳两个人的情况下,四名商人各带一个随从无法过河。

此外,如果船的容量增加到3人,那么商人就能以几种方式安全过河,以下
是其中一种方案:
(4,4,0)→(4,2,1)→(4,3,0)→(4,1,1,)→(4,2,0)→(2,2,1)

(0,1,1)←(0,3,0)←(0,2,1)←(0,4,0)←(0,3,1)←(3,3,0)↓
(0,2,0)→(0,0,1)
五、模型推广
通过以上模型的建立,若商人和随从人数增加或小船容量加大,考虑n名商人各带一随从的情况。

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