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美國總統大選的數學問題(ZT)

(2012-10-18 14:55:53) 下一個

白露為霜注:這道題目不是我發明的。這是小寶在中學時做過一道數學競賽題。 

50%1票?我就知道有人會這樣說。不過答案錯誤,再猜。 

在上一篇美國大選:投了也白投,白投也要投裏提到, 美國總統選舉是一種間接選舉。選民先投票選出選舉人,再由選舉人選出總統。美國憲法Article II規定誰獲得多數的選舉人票誰就獲勝,並沒有提到全國得票的數量。那麽有沒有可能一個候選人贏得多於270張的選舉人票卻在全國得票不到半數呢?當然,可能性的確是存在的。這樣的事情在美國曆史上發生過三次。 

1876年,第十九屆總統Rutherford Hayes 贏得選舉但他的全國選票比對手少26張。幾年後1888年,第二十三屆總統Benjamin Harrison全國得票比對手少10張。最近的一次是2000年, 小布什(George W Bush)同高(Gore)奪總統大位。把全世界看得目瞪口呆的是高爾的全國得票比布什高出50張,卻隻得到266張選舉人票,以4票之差飲恨。布什險勝羅裏達功不可沒。他在這個搖擺州贏了大約300票,可由於種種原因選舉讀卡機拒絕的廢票竟有17之多。兩人佛州重數選票和如何處理這些廢票打官司一直打到最高法院。布什獲勝,曆史就此而改寫。掛著的紙片” (hanging chad)也變成了美國政治詞語中的一個。




官員在研究一張佛羅裏達的選票



現在我們把這個例子推向極端。假設羅姆尼運氣極佳而且心想事成,他怎樣才能用最少的全國選票來贏得大選。我們知道他不需要50%,但到底這個數字是45%35% 

要讓這道題有解我們還要做些簡化工作:1) 假設所以州都是贏者全拿”(實際上緬因州和內布拉斯加州是例外) 2) 假設所以的選區(congressional district) 投票的人都是一樣多 (實際上還是有差別的) 

對於到現在還沒有頭緒的讀者這裏給出提示。產生這種選舉人票和全國總得票不一至現象主要有兩種原因。 

提示1:候選人贏得了很多小州

每個州的選舉人的數目相當於這個州的眾議員數目加上參議員數目。比如德州有36名眾議員和2名參議員,共38張選舉人票。而美國眾議院共435人。每個州的眾議員的數目取決於州的人口。每過10年,美國就要進行一次人口普查,其目的之一就是確定各州的眾議員的數量。然後各州還要進行重新劃區(redistricting)以確保每個選區的人口基本相同。平均下來,每個選區的人口大約是60萬。

每個州的參議員的數目卻於人口無關。不管大小每個州都是兩人,50個州共100人。參議員的選區是整個州。

到現在你應該可以看出了。要想以最少的選票取得大選勝利策略之一是贏得許多小州。因為州越小,參議員兩個名額的效果就越顯著。

提示2:候選人在獲勝的州小勝,而在他失敗的州卻大敗

美國總統大選在州一贏者全拿 (Winner-takes-all)。如果羅姆尼贏得了52%的德州選票,他將獲得德州全部的38張選舉人票。要想以小搏大另一策略就是在他贏的州小勝而在他輸的州大敗。



候選人票的分布


把這兩個策略合在一起,你就應該能解出這道題。讓我們假設奧巴馬運氣極差。他贏得11個最大的州,包括CA (55)FL(29)IL(20)MI(16)NJ(14)NY(29)NC(15)OHIO(18)PA(20)TX(38)VA(13)。這些州給了他267張選舉人票,剛剛好低於270的門檻。奧巴馬不但贏了這些州,而且是獲得了100%的選票,但這沒有幫助,還是隻有267張選舉人票。 

相對應的是羅姆尼贏得了剩下的39個州加華盛頓DC,共獲得選舉人票271張,因而獲得的大選的勝利。羅姆尼而且贏得很巧妙,每個州都是50%+1票。

羅姆尼贏的這些州裏有多少選區呢?271人減40州參議員的數目 271 - 40 * 2 = 191個。因為每個州他隻贏了一半多一點的選票,所以他隻用了191 / 2 = 95.5個選區的選票就取得了大選勝利。95.5除以全國438個選區:95.5 / 438 = 21.8%


答案:總統候選人最低隻需獲得全國選票的 21.8% 就可以贏得美國大選


相信不少人對這個數字會很驚訝。隻獲得全國選票的22%就可以贏得大選?這還了得!如果設計這一製度的美國國父們(founding fathers)知道可能會有這樣的結果不知會如果作想。當然這樣的事情隻有在理論上的可能性,在實際生活裏是不大會發生。


白露寫這篇博文的目的不是為了批評美國的選舉製度。每個國家的製度都有它形成的曆史淵源。最初的13個殖民地坐下來討論成立聯邦的時候,各州都在為自己爭取利益。美國獨特的選舉製度也是一個妥協的結果。作為新移民對美國選舉政治有個全麵的認識,對它的一些獨特屬性有所了解是很有必要的。民主也是一個學習的過程,作為附加的好處:對算術也有幫助。




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