Matemática

A regra dos 37 por cento

Uma fração 1/e da fila é o ponto de parar de coletar e começar a decidir.

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O problema

Você está procurando apartamento numa cidade cara. São 20 para visitar, um por dia, e o mercado é brutal: se você não fechar na hora, o apartamento vai embora. Cada visita termina numa decisão irreversível — assinar ali e parar de procurar, ou recusar para sempre.

Só existem dois jeitos de errar, e eles puxam para lados opostos. Fechar cedo demais é assinar sem saber o que existia depois. Olhar demais é deixar os bons passarem e ficar com o resto. Quantos você deveria visitar só para olhar, antes de começar a aceitar?

A resposta: 37%

Visite os primeiros 37% sem fechar com nenhum, guarde qual foi o melhor deles, e depois disso assine com o primeiro que for melhor que todos esses. Com 20 apartamentos: recuse os 7 primeiros, aconteça o que acontecer.

Seguindo essa regra, a chance de terminar com o melhor dos 20 é de 38,4%. E o número quase não se mexe com o tamanho da fila: com mil candidatos, recusando os 368 primeiros, a chance é de 36,82%; com um milhão, 36,8%. Um em cada três, escolhendo um entre um milhão quase às cegas.

Jogue: recuse ou feche, um candidato por vez. A faixa azul é a amostra que a regra recomenda; a linha dourada, a régua que ela construiu. No fim, compare o seu placar com o da regra na mesma fila.

As duas fases

A regra tem duas fases, e a primeira é a que dói.

Na fase de amostra você visita e recusa, mesmo gostando. Ela não serve para achar apartamento: serve para construir uma régua. Sem ela você não tem ideia do que é “bom” naquela cidade.

Na fase de aposta a régua já existe, e a primeira coisa que passar por cima dela é sua. Se nada passar, você fica com o último — e isso acontece exatamente quando o melhor de todos estava na amostra, com chance , que também tende a 37%.

A conta

Chame de o tamanho da fila e de o tamanho da amostra. Para a regra terminar com o melhor de todos, duas coisas precisam acontecer juntas:

  1. o melhor de todos precisa estar depois da amostra, numa posição ;
  2. ninguém antes dele pode ser aceito — ou seja, o melhor entre os primeiros precisa estar dentro da amostra, senão ele teria batido a régua e sido aceito antes.

O melhor está na posição com chance . Dado isso, o melhor dos anteriores está em qualquer uma dessas posições com a mesma chance, e cai na amostra com chance . Somando sobre as posições possíveis:

Para , a soma é máxima com 7 candidatos na amostra:

A chance de acerto para cada tamanho de amostra. A linha verde é a conta acima; os pontos azuis, filas sorteadas. Mude o tamanho da fila e veja o pico acompanhar n/e.

De onde sai o 1/e

Para filas grandes, chame a fração usada como amostra. A soma vira uma integral — é uma soma de Riemann, com retângulos de largura :

As duas condições brigam dentro dessa fórmula: o fator cresce com a amostra (a régua fica mais alta, menos gente medíocre engana você), e o encolhe (sobra menos fila para o melhor aparecer depois). O equilíbrio é onde a derivada zera:

O mesmo número nos dois lugares: 36,8% da fila para olhar, 36,8% de chance de acertar em cheio. O aparece pelo mesmo motivo que em juros compostos e em decaimento radioativo: no fundo, uma quantidade sendo multiplicada muitas vezes por algo quase igual a 1 — aqui, a chance de cada candidato da fase de aposta não bater a régua.

O que a regra supõe

Antes de sair aplicando, olhe as três hipóteses — e repare como elas são fortes:

  1. Não dá para voltar. Recusou, perdeu.
  2. Você só compara, nunca pontua. Você sabe que este é melhor que aquele, mas não sabe se é bom.
  3. Só o melhor de todos vale. O segundo lugar vale zero — o que é bizarro: ninguém procura apartamento assim.

Afrouxe uma hipótese e o número muda

E essa é a boa notícia: 37% é o caso mais cego possível. É o piso, não o teto.

Se o segundo lugar também serve, a melhor estratégia possível passa a ter duas fases de aceite: até uns 34,8% da fila, recuse todos; dali em diante, aceite quem for o melhor até então; e a partir de uns 66,8% aceite também quem for o segundo melhor até então. A chance de terminar com um dos dois melhores sobe para 57,4%.

Se você consegue pontuar cada candidato numa escala absoluta — conhece a distribuição das notas —, a estratégia ótima deixa de ter uma fase de amostra: vira um limite de aceitação que vai caindo conforme a fila acaba. Com essa informação a mais, a chance de pegar o melhor sobe para cerca de 58% (resultado de Gilbert e Mosteller, de 1966).

Se recusar tem custo — cada visita custa tempo e dinheiro —, a amostra encurta ainda mais.

A melhor estratégia possível, calculada exatamente, quando o melhor, um dos dois melhores ou um dos três melhores servem.

Onde isso vale

A regra encaixa onde as três hipóteses são quase verdadeiras: procurar vaga numa rua de mão única (você passa, avalia e não volta), entrevistar candidatos com decisão na hora, escolher em que posto abastecer numa estrada longa. Em todos, a forma da resposta é a mesma: olhe sem fechar por um tempo, depois feche com o primeiro que bater o recorde.

O valor prático não é o número exato: é a estrutura. Existe um momento certo de parar de coletar informação e começar a decidir, e ele chega bem antes do que a ansiedade sugere — 37%, não 90%. Continuar olhando depois disso não é prudência. É a forma mais cara de errar.

Os números do episódio

O que o vídeo diz Valor De onde sai
apartamentos a recusar, de 20 7 o r que maximiza P(r)
chance de terminar com o melhor dos 20 38,4% (7/20)·(1/7 + … + 1/19)
fração ideal da fila, no limite 36,8% 1/e
chance de acerto, no limite 36,8% −(1/e)·ln(1/e) = 1/e
número de Euler 2,718 e
1 dividido por e 0,3679 0,3679
palpite mais comum: recusar a metade 35,9% (10/20)·(1/10 + … + 1/19)

Desafios

Desafio 1 · aquecimento

Com só 5 candidatos, quantos você deve recusar? Compare e .

Ver a solução

41,7% e 43,3%. Recusar 2 é o melhor — 40% de 5 é 2, e .

Desafio 2 · pede uma ideia

Seguindo a regra ótima, qual é a chance de você terminar sem fechar com ninguém — obrigado a aceitar o último da fila? Por que esse número também tende a 37%?

Ver a solução

Você chega ao fim sem aceitar ninguém exatamente quando ninguém da fase de aposta bate a régua — isto é, quando o melhor de todos estava na amostra. Isso tem chance , que com a amostra ótima tende a . Um terço das vezes, a regra termina com o último da fila, que na maioria das vezes é medíocre.

Desafio 3 · pede uma ideia

Mostre que tem máximo em e que o valor máximo também é . Esboce o gráfico.

Ver a solução

zera em , ou seja ; e , então é um máximo. O valor é . O gráfico sai de em , sobe até e volta a em — exatamente a forma da curva verde da vista Mil filas.

Desafio 4 · pede várias

Kepler, em 1611, entrevistou onze candidatas a segunda esposa (é uma anedota famosa da história da matemática). Pela regra, quantas ele deveria ter recusado de saída, e qual seria a chance de ficar com a melhor das onze?

Ver a solução

Para , a amostra ótima é recusar 4, com chance 39,8%. Kepler não seguiu regra nenhuma: voltou atrás e casou com a quinta — o que viola a hipótese 1, e mostra por que ela é tão forte.

Para ir além

  • O problema circulou como quebra-cabeça nos anos 1950 e ficou famoso em 1960, na coluna de Martin Gardner na Scientific American (como o “jogo do googol”). A solução com aparece em trabalhos de Dennis Lindley (1961) e outros; a história completa está no artigo de Thomas Ferguson Who solved the secretary problem? (1989).
  • As variações com o segundo lugar e com notas absolutas são de John Gilbert e Frederick Mosteller (1966).
  • O episódio sobre limite explica o que significa “para filas grandes” com precisão.

No laboratório

As figuras deste episódio, em tamanho grande e com todos os controles.

Shorts deste episódio

Cortes verticais com a mesma narração — e as provas sem palavras que acompanham o tema.

2:07

A regra dos 37 por cento

Em breve no canal

1:53

De onde sai o 37%

Em breve no canal

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