入門兩種博弈

2021-07-22 03:16:26 字數 1988 閱讀 4875

巴什博奕(bash game):只有一堆n個物品,兩個人輪流從這堆物品中取物,規

定每次至少取乙個,最多取m個。最後取光者得勝。

顯然,如果n=m+1,那麼由於一次最多只能取m個,所以,無論先取者拿走多少個,
後取者都能夠一次拿走剩餘的物品,後者取勝。因此我們發現了如何取勝的法則:如果

n=(m+1)r+s,(r為任意自然數,s≤m),那麼先取者要拿走s個物品,如果後取者拿走

k(≤m)個,那麼先取者再拿走m+1-k個,結果剩下(m+1)(r-1)個,以後保持這樣的

取法,那麼先取者肯定獲勝。總之,要保持給對手留下(m+1)的倍數,就能最後獲勝。

這個遊戲還可以有一種變相的玩法:兩個人輪流報數,每次至少報乙個,最多報十

個,誰能報到100者勝。

(二)威佐夫博奕(wythoff game):有兩堆各若干個物品,兩個人輪流從某一堆或同

時從兩堆中取同樣多的物品,規定每次至少取乙個,多者不限,最後取光者得勝。

這種情況下是頗為複雜的。我們用(ak,bk)(ak ≤ bk ,k=0,1,2,…,n)表示
兩堆物品的數量並稱其為局勢,如果甲面對(0,0),那麼甲已經輸了,這種局勢我們

稱為奇異局勢。前幾個奇異局勢是:(0,0)、(1,2)、(3,5)、(4,7)、(6,

10)、(8,13)、(9,15)、(11,18)、(12,20)。

可以看出,a0=b0=0,ak是未在前面出現過的最小自然數,而 bk= ak + k,奇異局勢有
如下三條性質:

1。任何自然數都包含在乙個且僅有乙個奇異局勢中。

由於ak是未在前面出現過的最小自然數,所以有ak > ak-1 ,而 bk= ak + k > ak

-1 + k-1 = bk-1 > ak-1 。所以性質1。成立。

2。任意操作都可將奇異局勢變為非奇異局勢。

事實上,若只改變奇異局勢(ak,bk)的某乙個分量,那麼另乙個分量不可能在其

他奇異局勢中,所以必然是非奇異局勢。如果使(ak,bk)的兩個分量同時減少,則由

於其差不變,且不可能是其他奇異局勢的差,因此也是非奇異局勢。

3。採用適當的方法,可以將非奇異局勢變為奇異局勢。

假設面對的局勢是(a,b),若 b = a,則同時從兩堆中取走 a 個物體,就變為了
奇異局勢(0,0);如果a = ak ,b > bk,那麼,取走b – bk個物體,即變為奇異局

勢;如果 a = ak , b < bk ,則同時從兩堆中拿走 ak – ab – ak個物體,變為奇異局

勢( ab – ak , ab – ak+ b – ak);如果a > ak ,b= ak + k,則從第一堆中拿走多餘

的數量a – ak 即可;如果a < ak ,b= ak + k,分兩種情況,第一種,a=aj (j < k)

,從第二堆裡面拿走 b – bj 即可;第二種,a=bj (j < k),從第二堆裡面拿走 b – a

j 即可。

從如上性質可知,兩個人如果都採用正確操作,那麼面對非奇異局勢,先拿者必勝
;反之,則後拿者取勝。

那麼任給乙個局勢(a,b),怎樣判斷它是不是奇異局勢呢?我們有如下公式:

ak =[k(1+√5)/2],bk= ak + k (k=0,1,2,…,n 方括號表示取整函式)

奇妙的是其中出現了**分割數(1+√5)/2 = 1。618…,因此,由ak,bk組成的矩形近

似為**矩形,由於2/(1+√5)=(√5-1)/2,可以先求出j=[a(√5-1)/2],若a=[

j(1+√5)/2],那麼a = aj,bj = aj + j,若不等於,那麼a = aj+1,bj+1 = aj+1

+ j + 1,若都不是,那麼就不是奇異局勢。然後再按照上述法則進行,一定會遇到奇異

局勢。

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