失蹤的一塊錢 江銘輝 五夢網
本文參考:Mysteries & amusement in mathematics及Paradox Box二書
一、 好朋友的遊山玩水
三個好朋友到一小鎮遊玩,找了一間旅社投宿。他們告訴旅社經理,只需一間大房三個人住就行了。於是,經理命一服務生帶他們去看房間是否適合?他們看後,非常滿意,便問服務生這個房間要多少錢?服務生說要60元一晚。於是,三人各付20元給服務生。
當服務生拿著錢到帳房付錢時,經理剛好在那裡。他說:「旅社正在促銷,該間房現在只收費55元而已。」管帳隨即取出5張1元鈔票,吩咐服務生交回給客人。
服務生拿著錢心想:
「5元由三人平分,並非一個整數。這不是太麻煩嗎?我不如交還每人1元,這豈不更方便?何況他們也不知道這房間的真正價錢,只要有錢退回,他們便心滿意足了。」
於是,服務生便按自己的想法去做了。但當他還錢給客人的時候,即發現有點不對。因為,那三個客人實際各付出19元,即共只付出57元。他自己取了2元。但是57元+2元=59元。但明明這三人最初共付了60元的。那餘下的1元去了何處?
請想想,那失蹤的1元在何處?
這問題的關鍵在於服務生自己攪錯,那三個客人實際上只付57元(因為三位客人原先付60元,服務生退3元給他們),服務生自己拿了2元,剩下的55元繳到帳房,這是無庸置疑的。
但現在服務生卻將自己的2元加在三旅客付的57元,這樣的加法是無意義的,因為服務生的2元是從旅客的57元拿出來的。
二、 少一元?
同樣的,馬丁.加德納(Martin Gardner)在他的矛盾集錦(Paradox Box )一書的一塊錢那裏去?也有異曲同工的記載。
如果有一個賣雜貨店的老闆,他有30塊肥皂,它兩塊賣一元,另外30塊肥皂一元可買三塊,當天,這60塊肥皂全賣完了。收入25元。
第二天,老闆又拿出60塊肥皂,包括30塊肥皂,一元買兩塊,另外30塊肥皂一元可買三塊,交給伙計去賣。伙計想:
何必要這樣麻煩呢?既然有一元買兩塊肥皂,也有一元買三塊肥皂,何不把60塊肥皂放在一起,按二元買5塊來賣?也是一樣的。
當商店關門時,60塊肥皂全部按5塊賣兩元,全部賣光,但帳簿上只記共賣24元,不是25元,少了1元,你認為這一元到那裡去了?是不是伙計私吞了?還是給顧客找錯了錢?
這是伙計把老闆的原意,搞錯了,老闆原意是一種肥皂兩塊賣一元,也就是一塊肥皂值:1/2元。
另一種肥皂三塊賣一元,也就是一塊肥皂值:1/3元。
也就是每2塊肥皂賣1/2元+1/3元=5/6元:平均每塊肥皂賣5/12元。
但伙計私自主張將5塊賣給顧客二元,也就是每個賣2/5元
因此每賣一個肥皂,虧本5/12元-2/5元=1/60元,他總共賣了60個肥皂,當然虧了一元。
三、分析
上面的例子是數字相差很小,看不出問題的漏洞,如果我們把題目的數字放的,我們就知道,問題出在哪裡?
例如:
有30塊肥皂,顧客一元可買一塊肥皂,另外30塊肥皂顧客一元可買五塊肥皂,當天,雜貨店把這60塊肥皂全賣完了,收入36元。
但按伙計的算法是二元買6塊肥皂,收入僅20元,相差更多,一看就知道算法不對。
現在我們對此悖論作一下分析,我們假設價格較高的肥皂是每張塊b/a元,價格較低的肥皂每塊賣d/c元。以上面的例子,貴的肥皂是一元兩塊,即每塊1/2元;便宜的肥皂是一元3塊。即每塊1/3元。故a=2,c=3,b=d=l。
假若所有肥皂都各以兩種不同的價格出賣。則一塊肥皂的平均價格是b/a和d/c之和的一半。如果兩種肥皂混合起來,按一個價格賣。就是a+c塊肥皂賣b+d元。一塊肥皂的平均價格就變成(b+d) /(a+c)元,如果,兩種賣法要一樣多的錢,那就必須是:
(b/a+d/c)/2=(b+d)/(a+c)
這個等式要成立,只有a=c
與b是否等於d,無關。
現在我們計算b/a+d/c-2(b+d) /(a+c)=[b/a-(b+d)/(a+c)]+[d/c-(b+d)/(a+c)]=(bc-ad)/[a(a+c)]+(ad-bc)/[c(a+c)]=[bc-ad)/[a(a+c)](1-a/c)
假設b/a>d/c,則:bc-ad>0。
若a=c,則二者相等(老闆與伙計的想法一樣)
若a>c,則二者之差為負(老闆想法賣得少,伙計的想法賣得多)
若a<c,則二者之差為正(老闆想法賣得多,伙計的想法賣得少)