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美国总统大选的数学问题

热度 14已有 20887 次阅读2012-10-18 10:38 |个人分类:百味人生| 数学, 美国总统, 选举 分享到微信

总统候选人最低只需获得多少全国选票就可以赢得美国大选?


白露为霜注:这道题目不是我发明的。这是小宝在中学时做过一道数学竞赛题。


50%1票?我就知道有人会这样说。不过答案错误,再猜。


在上一篇美国大选:投了也白投,白投也要投里提到, 美国总统选举是一种间接选举。选民先投票选出选举人,再由选举人选出总统。美国宪法Article II规定谁获得多数的选举人票谁就获胜,并没有提到全国普选得票的数量。那么有没有可能一个候选人赢得多于270张的选举人票却在全国得票不到半数呢?当然,可能性的确是存在的。这样的事情在美国历史上发生过三次。


1876年,第十九届总统Rutherford Hayes 赢得选举但他的普选票比对手少26张。几年后1888年,第二十三届总统 Benjamin Harrison全国得票比对手少10张。最近的一次是2000年,小布什(George W Bush)同高(Al Gore)夺总统大位。把全世界看得目瞪口呆的是高尔的全国得票比布什高出50张,却只得到266张选举人票,以4票之差饮恨。布什险胜罗里达功不可没。他在这个摇摆州赢了大约300票,可由于种种原因选举读卡机拒绝的废票竟有17之多。两人佛州重数选票和如何处理这些废票打官司一直打到最高法院。布什获胜,历史就此而改写。挂着的纸片” (hanging chad)也变成了美国政治词语中的一个。


美国总统大选的数学问题_图1-1

2000年官员在研究一张佛罗里达的选票


现在我们把这个例子推向极端。假设罗姆尼运气极佳而且心想事成,他怎样才能用最少的全国普选票来赢得大选?我们知道他不需要50%,但到底这个数字是45%35%

 

要让这道题有解我们还要做些简化工作:1) 假设所以州都是赢者全拿”(实际上缅因州和内布拉斯加州是例外)2) 假设所有的选区(congressional district) 投票的人都是一样多 (实际上还是有差别的)

 

对于到现在还没有头绪的读者这里给出提示。产生这种选举人票和全国普选票不一至现象主要有两种原因。


提示1:候选人赢得了很多小州


每个州的选举人的数目相当于这个州的众议员数目加上参议员数目。比如德州(Texas)有36名众议员和2名参议员,共38张选举人票。美国众议院共435人。每个州的众议员的数目取决于州的人口。每隔10年,美国就要进行一次人口普查,其目的之一就是确定各个州的众议员的数量。然后各州还要进行重新划区(redistricting)以确保每个选区的人口基本相同。平均下来,每个选区的人口大约是60万。


而每个州的参议员的数目却于人口无关。不管大小每个州都是两人,50个州共100人。参议员的选区是整个州。


到现在你应该可以看出了。要想以最少的选票取得大选胜利策略之一是赢得许多小州。因为州越小,参议员两个名额的效果就越显著。


提示2:候选人在获胜的州小胜,而在他失败的州却大败

美国
总统大选在州一赢者全拿 (Winner-takes-all)。如果罗姆尼赢得了52%的德州选票,他将获得德州全部的38张选举人票。要想以小搏大另一策略就是在他赢的州小胜而在他输的州大败。


候选人票的分布


把这两个策略合在一起,你就应该能解出这道题。让我们假设奥巴马运气极差。他赢得11个最大的州,包括: 加州(55)佛罗里达(29)利诺斯(20)密西根(16)新泽西(14)纽约(29)北卡(15)俄亥俄(18)宾夕法尼亚(20)德州(38)佛及尼亚(13)。这些州给了他267张选举人票,刚刚好低于270的门槛。奥巴马不但赢了这些州,而且是获得了100%的选票,但这没有帮助,还是只有267张选举人票。

 

相应的罗姆尼赢得了剩下的39个州加华盛顿DC,共获得选举人票271张,因而获得的大选的胜利。罗姆尼而且赢得很巧妙,每个州都是50%+1票。


罗姆尼胜出的这些州里有多少选区呢?271人减40州参议员的数目 271 - 40 * 2 = 191个。因为每个州他只赢了一半多一点的选票,所以投票给罗姆尼的人共有 191 * N / 2 = 95.5 * N (N是每选区投票的人数)全国438个选区,所以全国共有 438 * N 罗姆尼的全国得票律是 (95.5 * N) /(438 * N) = 21.8%


答案:总统候选人最低只需获得全国选票的 21.8% 就当上美国总


相信不少人对这个数字会很惊讶。只获得全国选票的22%就可以赢得大选?这还了得!这如何体现多数人作主民主原则?如果设计这一制度的美国国父们(founding fathers)知道可能会有这样的结果不知会有何感想。当然这样的事情只有在理论上的可能性,在实际生活里是不大会发生。每个国家的制度都有它形成的历史渊源。13个殖民地坐下来讨论成立联邦的时候,各州都在为自己争取利益。美国独特的选举制度也是一个妥协的结果。历史上也有过好几次想通过修改宪法把总统选举改成直选,但这些努力都能成功。


白露写这篇博文的目的不是为了批评美国的选举制度。大多数情况下选举人票和普选得票结果是相同的,在少数极端情况下,结果却有很大不同。That's the way it is。是否公平也是见仁见智。作为新移民,对美国政治有个全面的认识,对它的一些独特属性有所了解也是很有必要的。民主也是一个学习的过程,作为附加的好处:对算术也有帮助。











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发表评论 评论 (14 个评论)

回复 Ronniezheng 2012-10-21 19:31
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回复 叶慧秀 2012-10-19 18:35
白露为霜:   
民主也是一个学习的过程,作为附加的好处:对算术也有帮助。   
回复 白露为霜 2012-10-19 18:26
叶慧秀: I love it.
  
回复 叶慧秀 2012-10-19 17:26
I love it.
回复 白露为霜 2012-10-18 23:18
liuxiang: 耳目一新的感觉!
谢谢美言。
回复 liuxiang 2012-10-18 22:58
耳目一新的感觉!
回复 白露为霜 2012-10-18 21:54
ludi: 欣赏!建议您加些笔墨,深入解释一下为何美国宪法采用这种“非直接”选举方式。它有其历史原因,以及现实原因。 ...
谢谢留言。不想写的太长了。有些话题以后有机会再写。
现有得安排对小州较为有利。这样总统大选不会为加州,纽约州这样的人口大州所垄断。另一个好处是产生了稳定的两党政治。小党很难在美国出头。美国人基本上对现有选举制度是满意的。改宪的意愿并不高。
回复 白露为霜 2012-10-18 21:51
阿彭: 當時制定這种選舉方式,据說是精英們認為大多數老百姓不具備選舉領袖的智慧,所以應由選舉人來決定誰該當選.是否這樣?謝謝博主介紹大選知識! ...
最初13个州谈判时有些提议直选,有些提议总统由议员来选举。最后得出这么个妥协 -- 总统是间接地由人民选的。这个安排大多数情况下同直选的结果相同。少数情况可能会不一样。历史上只出现过3次。
这个安排对小州较为有利。这样总统大选不会为加州,纽约州这样的人口大州所垄断。另一个好处是产生了稳定的两党政治。小党很难在美国出头。
回复 白露为霜 2012-10-18 21:17
国际盲流: 不好意思啦,俺在看是谁·扔的鸡蛋?不小心也按了个
        鸡蛋!
常在河边走,哪又不挨蛋。
没事的。
回复 白露为霜 2012-10-18 21:16
weitang: 谢谢文章为读者提供大选知识。
谢谢留言。虽然只是纸上谈兵,也是满有意思的。不是吗?
回复 国际盲流 2012-10-18 20:46
不好意思啦,俺在看是谁·扔的鸡蛋?不小心也按了个
        鸡蛋!
回复 阿彭 2012-10-18 14:29
當時制定這种選舉方式,据說是精英們認為大多數老百姓不具備選舉領袖的智慧,所以應由選舉人來決定誰該當選.是否這樣?謝謝博主介紹大選知識!
回复 ludi 2012-10-18 13:51
欣赏!建议您加些笔墨,深入解释一下为何美国宪法采用这种“非直接”选举方式。它有其历史原因,以及现实原因。
回复 weitang 2012-10-18 11:31
谢谢文章为读者提供大选知识。

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