Kā ikviens var apprecēties (viena, divu un trÄ«s dzimumu laulÄ«bas) no matemātiskā viedokļa un kāpēc vÄ«rieÅ”i vienmēr uzvar

2012. gadā Nobela prēmija ekonomikā tika pieŔķirta Loidam Å eplijam un Alvinam Rotam. "Par stabilas izplatÄ«Å”anas teoriju un tirgu organizÄ“Å”anas praksi." Aleksejs Savvatejevs 2012. gadā mēģināja vienkārÅ”i un skaidri izskaidrot matemātiÄ·u nopelnu bÅ«tÄ«bu. Es piedāvāju jÅ«su uzmanÄ«bai kopsavilkumu video lekcijas.

Kā ikviens var apprecēties (viena, divu un trÄ«s dzimumu laulÄ«bas) no matemātiskā viedokļa un kāpēc vÄ«rieÅ”i vienmēr uzvar

Å odien bÅ«s teorētiskā lekcija. Par eksperimentiem Ela Rota, jo Ä«paÅ”i ar ziedoÅ”anu, nepateikÅ”u.

Kad tika paziņots, ka Loids Å eplijs (1923-2016) saņēma Nobela prēmiju, bija standarta jautājums: ā€œKā!? Vai viņŔ vēl ir dzÄ«vs!?!?" Viņa slavenākais rezultāts tika iegÅ«ts 1953. gadā.

Formāli prēmija tika pieŔķirta par kaut ko citu. Viņa 1962. gada darbam par ā€œlaulÄ«bas stabilitātes teorēmuā€: ā€œUzņemÅ”ana koledžā un laulÄ«bas stabilitāteā€.

Par ilgtspējīgu laulību

Matching (atbilstība) - uzdevums atrast korespondenci.

Ir zināms izolēts ciems. Ir ā€œmā€ jauni vÄ«rieÅ”i un ā€œwā€ meitenes. Mums viņi ir jāapprec viens ar otru. (Ne vienmēr tas pats numurs, varbÅ«t beigās kāds paliks viens.)

Kādi pieņēmumi ir jāizdara modelÄ«? Ka nav viegli nejauÅ”i atkārtoti apprecēties. Tiek sperts zināms solis brÄ«vas izvēles virzienā. Pieņemsim, ka ir kāds gudrs aksakals, kurÅ” vēlas apprecēties vēlreiz, lai pēc viņa nāves nesāktos ŔķirÅ”anās. (Å Ä·irÅ”anās ir situācija, kad vÄ«rs vairāk par sievu vēlas treÅ”o personu, nevis sievu.)

Å Ä« teorēma atbilst mÅ«sdienu ekonomikas garam. Viņa ir ārkārtÄ«gi necilvēcÄ«ga. Ekonomika tradicionāli ir bijusi necilvēcÄ«ga. Ekonomikā cilvēku aizstāj ar maŔīnu, lai maksimāli palielinātu peļņu. Tas, ko es jums teikÅ”u, ir pilnÄ«gi trakas lietas no morāles viedokļa. Neņemiet to pie sirds.

Ekonomisti uz laulību raugās Ŕādi.
m1, m2,ā€¦ mk - vÄ«rieÅ”i.
w1, w2,... wL - sievietes.

VÄ«rietis tiek identificēts ar to, kā viņŔ ā€œpasÅ«taā€ meitenes. Ir arÄ« ā€œnulles lÄ«menisā€, zem kura sievietes nemaz nevar piedāvāt par sievām, pat ja citu nav.

Kā ikviens var apprecēties (viena, divu un trÄ«s dzimumu laulÄ«bas) no matemātiskā viedokļa un kāpēc vÄ«rieÅ”i vienmēr uzvar

Viss notiek abos virzienos, meitenēm vienādi.

Sākotnējie dati ir patvaļīgi. Vienīgais pieņēmums/ierobežojums ir tāds, ka mēs nemainām savas preferences.

Teorēma: NeatkarÄ«gi no sadalÄ«juma un nulles lÄ«meņa vienmēr ir veids, kā izveidot savstarpēju saraksti starp dažiem vÄ«rieÅ”iem un dažām sievietēm, lai tā bÅ«tu izturÄ«ga pret visu veidu ŔķelÅ”anos (ne tikai laulÄ«bas ŔķirÅ”anu).

Kādi draudi varētu būt?

Ir pāris (m,w), kas nav precējies. Bet w paÅ”reizējais vÄ«rs ir sliktāks par m, un m paÅ”reizējā sieva ir sliktāks par w. Tā ir neilgtspējÄ«ga situācija.

Pastāv arÄ« iespēja, ka kāds bija precējies ar kādu, kurÅ” ir ā€œzem nullesā€, Å”ajā situācijā arÄ« laulÄ«ba izjuks.

Ja sieviete ir precējusies, bet viņa dod priekÅ”roku neprecētam vÄ«rietim, kuram viņa ir virs nulles.

Ja divi cilvēki abi ir neprecējuÅ”ies un abi viens otram ir ā€œvirs nullesā€.

Tiek apgalvots, ka attiecÄ«bā uz jebkuriem sākotnējiem datiem pastāv Ŕāda laulÄ«bu sistēma, kas ir izturÄ«ga pret visa veida draudiem. Otrkārt, algoritms Ŕāda lÄ«dzsvara atraÅ”anai ir ļoti vienkārÅ”s. SalÄ«dzināsim ar M*N.

Šis modelis tika vispārināts un paplaŔināts līdz "poligāmijai" un izmantots daudzās jomās.

Geila-Šeplija procedūra

Ja visi vÄ«rieÅ”i un visas sievietes ievēros ā€œreceptesā€, laulÄ«bas sistēma bÅ«s ilgtspējÄ«ga.

Receptes.
Mēs aizņemam dažas dienas pēc vajadzības. Katru dienu sadalām divās daļās (no rīta un vakarā).

Pirmajā rītā katrs vīrietis dodas pie savas labākās sievietes un klauvē pie loga, lūdzot viņu apprecēties.

Tās paÅ”as dienas vakarā kārta pievērÅ”as sievietēm.Ko sieviete var atklāt? Ka zem viņas loga bija pÅ«lis, vai nu viens, vai neviens vÄ«rietis. Tie, kuriem Å”odien neviena nav, izlaiž savu kārtu un gaida. Pārējie, kuriem ir vismaz viens, pārbauda vÄ«rieÅ”us, kuri ierodas, lai redzētu, vai viņi ir ā€œvirs nulles lÄ«meņaā€. Lai bÅ«tu vismaz viens. Ja galÄ«gi nepaveicas un viss ir zem nulles, tad jāsÅ«ta visi. Sieviete izvēlas lielāko no atnākuÅ”ajiem, liek pagaidÄ«t, pārējos nosÅ«ta.

Pirms otrās dienas situācija ir Ŕāda: dažām sievietēm ir viens vÄ«rietis, dažām nav.

Otrajā dienā visiem ā€œbrÄ«vajiemā€ (nosÅ«tÄ«tajiem) vÄ«rieÅ”iem jādodas pie otrās prioritātes sievietes. Ja tādas nav, tad vÄ«rieti pasludina neprecētu. Tie vÄ«rieÅ”i, kas jau sēž ar sievietēm, vēl neko nedara.

Vakarā sievietes aplÅ«ko situāciju. Ja kādam, kurÅ” jau sēdēja, pievienojās augstāka prioritāte, tad zemākā prioritāte tiek nosÅ«tÄ«ta. Ja atnākuÅ”ie ir zemāki par to, kas jau ir pieejams, visi tiek izsÅ«tÄ«ti. Sievietes katru reizi izvēlas maksimālo elementu.

Mēs atkārtojam.

Rezultātā katrs vÄ«rietis izpētÄ«ja visu savu sievieÅ”u sarakstu un vai nu palika viens, vai arÄ« saderinājās ar kādu sievieti. Tad mēs visus apprecēsim.

Vai ir iespējams palaist visu Å”o procesu, bet sievietēm skriet pie vÄ«rieÅ”iem? ProcedÅ«ra ir simetriska, taču risinājums var bÅ«t atŔķirÄ«gs. Bet jautājums ir, kuram no tā ir labāk?

Teorēma. ApskatÄ«sim ne tikai Å”os divus simetriskos risinājumus, bet arÄ« visu stabilo laulÄ«bu sistēmu kopumu. Sākotnējais ierosinātais mehānisms (vÄ«rieÅ”i skrien un sievietes pieņem/atsakās) rada laulÄ«bu sistēmu, kas ir labāka jebkuram vÄ«rietim un sliktāka par jebkuru citu sievietei.

Viendzimuma laulības

Apsveriet situāciju ar ā€œviendzimuma laulÄ«bāmā€. ApskatÄ«sim matemātisko rezultātu, kas liek apÅ”aubÄ«t nepiecieÅ”amÄ«bu tos legalizēt. IdeoloÄ£iski nekorekts piemērs.

Apsveriet četrus homoseksuāļus a, b, c, d.

prioritātes a: bcd
prioritātes b:cad
prioritātes c: abd
jo d nav svarÄ«gi, kā viņŔ ierindo atlikuÅ”os trÄ«s.

Paziņojums, apgalvojums: Šajā sistēmā nav ilgtspējīgas laulības sistēmas.

Cik sistēmu ir četriem cilvēkiem? Trīs. ab cd, ac bd, ad bc. Pāri izjuks un process ritēs ciklos.

"Trīs dzimumu" sistēmas.
Å is ir vissvarÄ«gākais jautājums, kas paver visu matemātikas jomu. To izdarÄ«ja mans kolēģis Maskavā Vladimirs Ivanovičs Daņilovs. ViņŔ uzskatÄ«ja, ka ā€œlaulÄ«baā€ ir degvÄ«na dzerÅ”ana, un lomas bija Ŕādas: ā€œtas, kas lejā€, ā€œtas, kas runā tostuā€ un ā€œtas, kas griež desuā€. Situācijā, kad katrai lomai ir 4 vai vairāk pārstāvji, to ar brutālu spēku atrisināt nav iespējams. Jautājums par ilgtspējÄ«gu sistēmu ir atklāts.

Å eiplija vektors

Kā ikviens var apprecēties (viena, divu un trÄ«s dzimumu laulÄ«bas) no matemātiskā viedokļa un kāpēc vÄ«rieÅ”i vienmēr uzvar

Kotedžu ciematā viņi nolēma ceļu asfaltēt. Vajag čipot. Kā?

Å eiplijs ierosināja Ŕīs problēmas risinājumu 1953. gadā. Pieņemsim konflikta situāciju ar cilvēku grupu N={1,2ā€¦n}. Izmaksas/ieguvumi ir jāsadala. Pieņemsim, ka cilvēki kopā izdarÄ«ja ko lietderÄ«gu, pārdeva un kā sadalÄ«t peļņu?

Å eplijs ierosināja, ka dalot mums vajadzētu vadÄ«ties pēc tā, cik daudz Å”o cilvēku noteiktas apakÅ”kopas varētu saņemt. Cik naudas varētu nopelnÄ«t visas 2N netukŔās apakÅ”kopas? Un, pamatojoties uz Å”o informāciju, Shapley uzrakstÄ«ja universālu formulu.

Piemērs. Pazemes ejā Maskavā spēlē solists, ģitārists un bundzinieks. Viņi trīs nopelna 1000 rubļu stundā. Kā to sadalīt? Iespējams, vienādi.
V(1,2,3)=1000

Izliksimies tā
V(1,2)=600
V(1,3)=450
V(2,3)=400
V(1)=300
V(2)=200
V(3)=100

Taisnīgu sadalījumu nevar noteikt, kamēr mēs nezinām, kādi ieguvumi sagaida konkrēto uzņēmumu, ja tas sadalīsies un rīkosies pats. Un kad mēs noteicām skaitļus (iestatiet sadarbības spēli raksturīgā formā).

Superadditivitāte ir tad, kad kopā nopelna vairāk nekā atseviŔķi, kad apvienoties ir izdevīgāk, bet nav skaidrs, kā laimestu sadalīt. Par to ir salauztas daudzas kopijas.

Ir spēle. TrÄ«s uzņēmēji vienlaikus atrada depozÄ«tu 1 miljona dolāru vērtÄ«bā. Ja viņi trÄ«s piekrÄ«t, tad viņu ir miljons. JebkurÅ” pāris var nogalināt (noņemt no lietas) un iegÅ«t visu miljonu sev. Un neviens neko nevar izdarÄ«t viens. Å Ä« ir biedējoÅ”a sadarbÄ«bas spēle bez risinājuma. Vienmēr bÅ«s divi cilvēki, kas var likvidēt treÅ”o... KooperatÄ«vās spēles teorija sākas ar piemēru, kuram nav risinājuma.

Mēs gribam tādu risinājumu, lai neviena koalÄ«cija negribētu bloķēt kopējo risinājumu. Visu nodaļu kopa, ko nevar bloķēt, ir kodols. Gadās, ka kodols ir tukÅ”s. Bet pat ja tas nav tukÅ”s, kā sadalÄ«t?

Å eplijs iesaka sadalÄ«t Ŕādā veidā. Iemet monētu ar n! malām. Mēs ierakstām visus spēlētājus Ŕādā secÄ«bā. Teiksim, pirmais bundzinieks. ViņŔ ienāk un paņem savus 100. Tad ienāk ā€œotraisā€, teiksim, solists. (Kopā ar bundzinieku var nopelnÄ«t 450, bundzinieks jau paņēmis 100) Solists paņem 350. Ienāk Ä£itārists (kopā 1000, -450), paņem 550. Diezgan bieži uzvar pēdējais. (Supermodularitāte)

Ja mēs izrakstām par visiem pasūtījumiem:
GSB - (uzvara C) - (uzvara D) - (uzvara B)
SGB ā€” (uzvar C) - (uzvar D) - (uzvar B)
SBG ā€” (uzvara C) ā€” (uzvara D) ā€” (uzvara B)
BSG - (uzvara C) - (uzvara D) - (uzvara B)
BGS ā€” (pastiprinājums C) ā€“ (pastiprinājums D) ā€“ (pastiprinājums B)
GBS ā€” (uzvara C) ā€” (uzvar D) ā€” (uzvar B)

Un katrai kolonnai mēs pievienojam un dalām ar 6 - vidēji visiem pasūtījumiem - tas ir Šeplija vektors.

Å eplijs pierādÄ«ja teorēmu (aptuveni): Ir spēļu klase (supermodulāra), kurā nākamais, kas pievienojas lielai komandai, nes tai lielāku uzvaru. Kodols vienmēr nav tukÅ”s un ir izliekta punktu kombinācija (mÅ«su gadÄ«jumā 6 punkti). Å eplija vektors atrodas paŔā kodola centrā. To vienmēr var piedāvāt kā risinājumu, neviens nebÅ«s pret to.

1973. gadā tika pierādīts, ka problēma ar kotedžām ir supermodulāra.

Visi n cilvēki dala ceļu uz pirmo kotedžu. Līdz otrajam - n-1 cilvēki. utt.

Lidostā ir skrejceļŔ. Dažādiem uzņēmumiem ir nepiecieÅ”ami dažādi garumi. Rodas tāda pati problēma.

Es domāju, ka tiem, kas pieŔķīra Nobela prēmiju, bija prātā Å”is nopelns, nevis tikai rezerves uzdevums.

Paldies!

Š•Ń‰Ń‘

  • Kanāls ā€œMath ā€” Simpleā€: youtube.com/punkmathematics
  • Kanāls ā€œSavvatejevs bez robežāmā€: edusex.ru, brainsex.ru, studfuck.ru
  • Publiskā "Matemātika ir vienkārÅ”a": vk.com/alexei_savvateev
  • Publisks ā€œmatemātiÄ·u joksā€: vk.com/bsu_mmf_jokes
  • Vietne, visas lekcijas tur +100 nodarbÄ«bas un vairāk: savvateev.xyz

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru