博弈論筆記 未完成

2021-08-25 22:56:40 字數 2524 閱讀 1736

<1> 分析博弈: 小紅是個遊戲迷,他和小藍一起玩拿石子遊戲。遊戲規則為2個人輪流拿石子。一次可以拿1顆或3顆,規定誰取到最後一顆石子誰就勝出。最後決定由小紅先取。兩人都是遊戲高手,該贏的絕不會輸(表示不會失誤)。問在知道石子總數的情況下,怎樣快速**誰將會勝出。

取石子分為3種情況:

①: (1, 1) 共取走2個石子

②: (1, 3) 共取走4個石子

③: (3, 1) 共取走4個石子

④: (3, 3) 共取走6個石子

則最後會剩下0, 1, 3三種情況的石子

設①共進行n1次, ②進行n2次, ③進行n3次, ④進行n4次 ,最後剩下的為k個

則總數 s = (1 + 1)*n1 + (1 + 3)*n2 + (3 + 1)*n3 + (3 + 3)*n4 + k

= 2*n1 + 4*n2 + 4*n3 + 6*n4 + k

= 2 * (n1 + 2*n2 + 2*n3 + 3*n3) + k

因為 2 * (n1 + 2*n2 + 2*n3 + 3*n3) 為偶數, 所以剩下 k 個的時候, 又該第乙個人取了

當 k = 1 或者 3 時, 必勝;

當 k = 0 時, 必敗;

可以寫成:

k 為偶數時, 必敗;

反之, 必勝;

又因為 s 的奇偶性取決於 k 的奇偶性, 所以 k 的奇偶性關係到整個遊戲的成敗

所以直接判斷 s 奇偶就可以了

①: s 為奇數, 則 k 為1或3, 必勝

②: s 為偶數, 則 k 為0, 必敗

<2> 威佐夫博弈: 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。

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:

(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:

性質1: 任何自然數都包含在乙個且僅有乙個的奇異局勢中

證: 因為ak 為未在前面出現過的最小自然數,那麼ak > ak-1, 所以bk = ak + k > [ak-1 + (k - 1)] == bk-1

所以性質1成立

性質2: 任意操作都可以把奇異局勢變為非奇異局勢

若只修改(ak, bk)其中乙個分量,則另乙個分量不可能是另乙個奇異局勢的分量,必為非奇異局勢

若把兩個都減去同乙個值,則兩個分量的差值沒有變,故必為非奇異局勢

性質3: 進行適當的操作, 就可以將非奇異局勢變為奇異局勢

假設當前局勢是(a, b)

if (a == b) 同時取走 a 個物品, 局勢變為(0, 0)

if (a == ak && b > bk) 取走b - bk個物品, 局勢變為(ak, bk)

if (a == ak && b < bk) 未完成

if (a > ak && b == ak + k) 取走a - ak個物品, 局勢變為(ak, bk)

if(a < ak && b == ak + k) 未完成

if(a == aj (j < k)) 取走b - bj個物品, 局勢變為(aj, bj)

if(a == bj (j < k)) 取走b - aj個物品, 局勢變為(aj, bj)

故從上面的3個性質得到, 奇異局勢可以變為非奇異局勢, 非奇異局勢可以變為奇異局勢;

所以面對奇異局勢, 先手必敗, 反之必勝

判斷奇異局勢:

假如局勢是(a, b), 有如下公式

**分割數

| |

ak = [k * (1 + √5) / 2] (方括號表示取整)

bk = ak + k

注:k 為 a 與 b 的差值

若滿足上述條件, 則為奇異局勢, 即先手必敗

<3> 斐波那契博弈:

未完成nim:

證: a1 ^ a2 ^ a3 ^… ^ an = j

at ^ j < at && at ^ j < j

取石子使at => at ^ j

原式 = j ^ j = 0

階梯nim遊戲:

有n個位置1…n, 每個位置上有ai個石子. 有兩個人輪流操作。操作步驟是:

挑選1…n中任一乙個存在石子的位置i, 將至少1個石子移動至i−1位置(也就是最

後所有石子都 堆在在0這個位置), 誰不能操作誰輸。

求先手必勝還是必敗。

只看奇數字的石子堆, 進行nim遊戲, 也就是計算奇數字石子數量的異或和若某個人想要破環造成

的nim局勢, 將偶數字的石子移到了奇數字, 那麼另乙個人就可以將移到i位置的石子移到i-1,

nim局勢仍然沒變, 故只用看奇數字的nim異或和即可了

後續點:是指按題目要求的走法可以一步達到的那乙個點

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