电视剧《天才基本法》第三集,林朝夕和章亮进行了一场智力游戏,这个游戏你是否也玩过呢?
我们先来回顾一下游戏规则:17颗豆,两个人轮流取,每人取1-3颗,不准不拿,拿到最后一颗豆为胜。
林朝夕先拿,她拿了1颗豆,结果她就赢了,这是为什么呢?
裴之的解释:17颗豆,每次只能取1-3颗,如果最后剩下4颗,下一轮出手的玩家必输。以此类推,抢到必胜点,留给对方的是4、8、12、16都必胜,所以,林朝夕第一次拿1的时候就赢了。
裴之给出的解释,你是否明白了呢?
我们来看一下问题的本质,也就是林朝夕所说的“巴什博弈”:在一堆总数为m的物品中,两名玩家轮流去取物品,每次至少拿1件,至多拿n件,不能不拿,最终将物品拿完者获胜。
上面所说的游戏涉及到了数学知识,17➗(1 3)=4……1,有余数,先拿的人必胜。
理由如下:林朝夕先拿1颗豆子,这样剩下的豆子数是4的倍数,之后章亮拿a颗豆子,林朝夕就拿(4-a)颗豆子,这样就有4个轮流,在最后一个轮流中小林朝夕一定可以拿到最后一个。
如果把上面游戏规则改为:谁拿到最后一颗豆,谁失败。那先拿的必输。
理由如下:若先手方取出x颗豆,后手方只需取4-x颗豆,这样4个轮流下来,剩下最后一颗豆,只能先手方拿,那先手方必输。
我们再回到“巴什博弈”,则对应更泛化的数学模型为
m=k(1 n) r(k为系数,0≤r<n 1)
若先手方取r件物品,那么m件物品中,还剩k(1 n)件。从这之后,后手方拿a件物品,先手方拿[k(1 n)-a]件物品,这样就会有k个轮流。在最后一次轮流中,后手方先拿,先手方肯定能赢。
“巴什博弈”是一种较为简单的减法博弈。由于物品的数量在减小,此博弈是有限的而且且玩家可以知道对手所拿取的数量,且博弈中不含运气成分,那么先手方或后手方有必胜的策略。
图片来自电视剧截屏,侵删。
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