在一个房间里有100个学生。每个人头上都戴了一顶帽子,帽子的颜色是白色或者黑色。每个学生都只能看见别人的帽子的颜色,而不能看到自己帽子的颜色。
老师对所有人说:“你们每个人要么戴白帽子,要么戴黑帽子,并且有人戴白帽子,请戴白帽子的同学举手。” 如果没人举手,老师一分钟后再问:“请戴白帽子的同学举手。” 然后老师每个一分钟后重复同样的问题,直到所有戴白帽子的学生都举手为止。
假设每个学生都极其聪明,100个学生中只有5个人戴了白帽子。请问,什么时候戴白帽子的学生会全部举手?
这个问题是一个经典的逻辑推理问题,涉及到推理和知识共享的概念。我们可以通过以下步骤来分析:
问题描述重述
- 共有100个学生,每个人只能看到其他人头上的帽子颜色,而看不到自己头上的帽子颜色。
- 每顶帽子要么是白色,要么是黑色。
- 总共有5个学生戴了白帽子。
- 老师会每隔一分钟询问一次,直到所有戴白帽子的学生都举手为止。
分析与推理
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如果只有1个学生戴白帽子:
- 这个学生会看到其他99个人都戴黑帽子。根据老师的提示,“有人戴白帽子”,这个学生知道自己一定戴了白帽子,所以在第一分钟举手。
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如果有2个学生戴白帽子:
- 这两个人每个人都能看到另一个戴白帽子的学生,并且会认为可能自己戴的是黑帽子。
- 在第一分钟,没有人举手,因为每个人都在等着看别人是否会举手。
- 当他们在第二分钟看到对方没有举手时,他们就会意识到自己也戴了白帽子。于是两个人都会在第二分钟举手。
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如果有3个学生戴白帽子:
- 每个戴白帽子的学生都能看到其他两个戴白帽子的学生,并且假设自己可能戴的是黑帽子。
- 在前两分钟,他们不会举手,因为他们会认为可能是2个人戴了白帽子。
- 在第三分钟,他们会意识到:如果我没有戴白帽子,前两个戴白帽子的人应该已经在第二分钟举手了。但他们没有,所以我一定也是戴了白帽子。于是,三个学生会在第三分钟举手。
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以此类推到5个学生:
- 当有5个学生戴白帽子时,他们每个人都能看到另外4个人戴白帽子。前四分钟,他们都不会举手,因为每个人都在等待是否有4个人戴白帽子。
- 在第五分钟,他们会意识到:如果我没有戴白帽子,其他4个人应该已经在第四分钟举手了。由于没有人举手,他们推断自己也戴了白帽子,所以他们会在第五分钟举手。
结论
当有5个学生戴白帽子时,他们将在第五分钟全部举手。