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想问问帽子谜题解决方式的数学原理

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先说说帽子谜题:
有无数顶帽子,只有七种颜色。有七个人。
每个人都分别从这无数顶帽子中随机戴上一顶帽子,因此戴的帽子颜色也随机,可能重复:即,可能每个人都戴了不同颜色的帽子,也可能有两个或者两个以上的人戴相同颜色帽子。
还有,每人不知道自己帽子颜色,只能知道其他(除自己外)所有人戴的帽子的颜色,知道后 和 戴上帽子后,所有人都不能以任何形式交流。要求:
每人只能说一次自己帽子的颜色,要求每个人说过后,其中至少有一人必须说对。
解决方式:
设七个数字:零①②③④⑤⑥——每种颜色帽子分别对应其中一个数字;
再设七个编码:0123456——每人依次对应其中一个编码。
接着,每个人都事先记住自己的编码(0123456),然后在知道他人帽子颜色(此时已不能交流)后,再用此编码 减 去,其他人帽子颜色对应的数字相加后的和,算得相应数字结果。
最后把此结果只通过加七或减七,算到0和6之间为止(比如这个结果是-11,那就加两个七得到+3,为止),继而由算得的最终结果判断出自己帽子对应的颜色。当然,此判断不一定对,但无论如何,只要题目条件不变,所有人都按以上方法算一次,再说出来,其中肯定至少有一人说对自己帽子的正确颜色。
解决方式是知道了,但还想知道为什么这样可行。


IP属地:陕西来自Android客户端1楼2025-09-15 12:46回复
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    IP属地:陕西来自Android客户端2楼2025-09-15 15:02
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      2025-10-19 12:47:54
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      数学原理很简单,但是这种解法怎么推导出来?是否还有更优解法,我没想好
      设每个人实际数字为an,预设的数字为bn,总和S=∑an,猜测数字为cn;猜测数字与实际数字的差dn=cn-an=bn-(S-an)-an=bn-S;由于S为定值,bn遍历0-6,所以dn在mod7的情况下遍历0-6,得证


      IP属地:广东来自Android客户端5楼2025-09-16 13:38
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        数学知识有限,大佬们能否不要用太多数学符号比如∑ mod之类主要是想明白原理的逻辑思路


        IP属地:陕西来自Android客户端6楼2025-09-16 16:03
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          简单的说法,把帽子颜色换成0到6,那么所有人帽子总和是固定的,现在就是猜这个总和除以7的余数是多少,这个余数一共只有7种可能,为什么猜余数就能猜到总数呢?假设A看到的6个人总数是25,那么总数一共只能是从25到31,也就是对于A来说,猜总数和猜余数是一样的,那么让所有人都猜余数,就一定有个人猜对余数,而猜对余数的人只需要猜这个余数所需对于的颜色,比如A猜余数是0,他看到25,那么他就猜28-25=3,以此类推,总有人猜对余数,猜对余数的人一定能猜对颜色,就是这样


          IP属地:福建来自Android客户端7楼2025-09-16 18:24
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            第一个人看一下外面帽子的颜色,说其中一个,外面6个人都跟他说一样的不就好了,搞这么复杂,每个人都能说一次题目就没意义了,参与者知道信息量太大了


            IP属地:安徽来自iPhone客户端8楼2025-09-17 19:16
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              每个人枚举一遍七个人帽子总和模七的七种情况就好了


              IP属地:北京来自Android客户端9楼2025-09-17 20:58
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                应该是弄明白了,说说我的理解:
                有一把万能钥匙,它可以打开每个人面前的锁(帽子颜色编码)
                但每个人都不清楚万能钥匙的形状,只知道万能钥匙有七种可能的形状
                然后每个人猜一种形状,再分别做出来,因为有七个人,所以肯定有一个幸运儿猜对万能钥匙的形状。
                然后幸运儿用这把万能钥匙打开了自己面前的锁,接着就可以通过打开的锁的内部结构,反向猜出自己手上的、只 能 打 开 自己面前的锁的钥匙的形状,也就是他自己帽子的颜色编码。


                IP属地:陕西来自Android客户端10楼2025-09-18 01:57
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                  2025-10-19 12:41:54
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                  万能钥匙为什么万能?
                  它对应的是所有人帽子颜色正确编码的 总 和 除以7得到的余数。
                  总和不变,所以,此余数也固定 且 只有七种可能,只要按0123456的顺序猜,不重复不漏猜,就一定至少能有一次能猜对此余数。
                  而那总和可以分两部分:
                  一.除自己外,其他人帽子颜色编码加一起的和(可视,即 已知 )
                  二.自己帽子的颜色编码,即自己帽子的颜色(未知)
                  因此,只要猜对余数(猜对则余数也 已知 ),就能正确反推算出自己帽子颜色的编码了


                  IP属地:陕西来自Android客户端13楼2025-09-18 02:16
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                    本质就是每人对应一个帽子对应数字之和除以7的余数,猜的自己的帽子的颜色能和其他人对应的和凑成这个余数。第一个人猜余0,看到其他人的和是18,那他就猜自己的帽子是3,因为3+18=21除以7余0。第二个人猜余1,看到其他人的帽子和是16,那他就猜自己的帽子是6,因为6+16=22除以7余1。以此类推。因为除以7的余数就7种,所以总有1个人也只有1个人能猜对余数,这个人就猜对了自己的帽子。


                    IP属地:上海来自Android客户端14楼2025-09-18 02:46
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                      简化的就是两个人各自抛个硬币,怎么猜对方的正反,一个猜相同一个猜不同即可
                      就是把2推广到7


                      IP属地:安徽来自Android客户端15楼2025-09-18 12:38
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