값어치가 큰 물건을 빼면 공평한데, 값어치가 작은 물건도 그럴까요?

같은 세 물건을 서로 다르게 나눈 가상 분배예요. 남의 몫에서 특정 물건 하나를 빼면 만족하는 조건과, 어느 물건을 빼도 만족하는 조건이 같은 뜻인지 가치의 합으로 확인해요.

교실 책상의 나무 도형 조각과 분류 상자

이미지: AI 생성 · 수학 이야기

가상 교실에서 쪼갤 수 없는 나무 교구 셋을 A와 B에게 나눠요. 두 사람 모두 교구의 가치를 각각 3점, 6점, 1점으로 똑같이 매기며, 묶음의 가치는 점수의 합이에요. A가 3점짜리 하나를, B가 6점과 1점짜리를 받았어요. A는 자기 몫 3보다 B의 몫 7을 더 좋아해요.

완전한 무질투 대신 약한 조건을 써 볼까요? 남의 묶음에서 적절한 물건 하나를 가상으로 빼고 비교했을 때 자기 몫이 작지 않으면 되는 규칙이에요. 실제로 물건을 버리는 것이 아니라 분배를 평가하는 비교예요.

3≥(6+1)−6=13\ge(6+1)-6=1

A의 관점에서는 B의 6점 물건을 빼면 조건을 만족해요. B는 이미 7점을 받아 A의 3점을 부러워하지 않아요. 따라서 이 분배는 ‘물건 하나를 골라 빼면 질투가 없는 조건’인 EF1을 만족해요.

하지만 남의 묶음에서 어느 양의 가치 물건을 빼더라도 만족해야 하는 EFX 조건은 더 강해요. A의 비교에서 B의 1점짜리를 빼면 실패해요.

3<(6+1)−1=63< (6+1)-1=6

이 분배는 EF1이지만 EFX는 아니에요. ‘하나를 빼면 괜찮다’는 말에서 적당한 하나가 존재하는지, 모든 하나에 대해 성립하는지를 구별해야 해요. 이는 정해진 분배의 성질을 검사한 것이며, 이 물건들에 가능한 가장 좋은 분배를 모두 찾은 계산은 아니에요.

참고한 수학 개념: AMS · Achieving Fairness.

이 글의 생활 상황과 계산 예시는 수학 이야기에서 새로 구성했습니다.

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