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秘书问题的博弈论分析

一、秘书问题的提出

    我们采用博弈论和概率的方法对秘书问题进行分析,首先总结秘书问题的大概脉络,我们先看秘书问题是如何问提问的,内容是什么,求解什么。

秘书问题(类似名称有相亲问题、止步问题、见好就收问题、苏丹的嫁妆问题、挑剔的求婚者问题等)内容是这样的:要聘请一名秘书,有n人来面试。每次面试一人,面试过后便要即时决定聘不聘他,如果当时决定不聘他,他便不会回来。面试时总能清楚了解求职者的适合程度,并能和之前的每个人作比较。问凭什么策略,才使选得到最适合担任秘书的人的机率最大? 

二、秘书问题的解题策略

基本解决策略如下:对于某些整数r,其中1≤r<n。先面试首r人,都不聘请他们,在之后的n-r人中,如果任何一人比之前面试的人都更佳,便聘请他。r的最佳值应该是r≈n/e≈0.368n。其中e是自然对数的底。基于这个r值得到最佳选项(如例中的“秘书”)的成功率是1 / e (大约 36.8%)。

三、博弈论和概率原理

秘书问题的最优解是一个停止规则。在这个规则里,面试官会拒绝头 r - 1 个应聘者(令他们中的最佳人选为 应聘者 M),然后选出第一个比 M 好的应聘者。可见最优策略包含于这个系列的策略中。对于任意的截断值 r,最佳人选被选中的概率是:

秘书问题的博弈论分析

求和符号内概率的计算是基于:如果应聘者 i 是(所有应聘者中的)最佳人选,他被选中当且仅当头 i - 1 个应聘者中的最佳人选处在头 r - 1 个被拒绝的应聘者中。令 n 趋近无穷大,把 x 表示为 r/n 的极限,令 t 为 i/n,dt 为 1/n,总和可以近似为如下积分:

秘书问题的博弈论分析

 P(x) 对 x 的导数为 0,解出 x,我们得到最优的 x 等于 1/e。从而,当 n 增大时,最优截断值趋近于 n/e 最佳人选被选中的概率为 1/e。

对于较小的 n 值, 最优的 r 也可以通过动态规划方法得到。下表给出了一些最优的 r 值:

n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
r 1 1 2 2 3 3 3 4 4
P 1.000 0.500 0.500 0.458 0.433 0.428 0.414 0.410 0.406

四、秘书问题的变化

此问题的变化包括:  

(1)选择者可选多于一人;

(2)求职者的数目未知;

(3)求职者之间的关系可影响选择;

(4)被拒绝的求职者有一定机率能被叫回来;

(5)选择者满足于次好的人。

(本文大部分内容都整理自网络)

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