博弈論 一堆nim博弈合在一起

2022-05-06 16:36:12 字數 1524 閱讀 1180

今天a了張子蘇大神的的題,感覺神清氣爽。

一篇對於多層nim博弈講的很透徹的博文:

問題1:今有若干堆火柴,兩人依次從中拿取,規定每次只能從一堆中取若干根, 可將一堆全取走,但不可不取,最後取完者為勝,求必勝的方法。

定義:若所有火柴數異或為0,則該狀態被稱為利他態,用字母t表示;否則, 為利己態,用s表示。

注意:這篇博文是先定義s和t,再通過它們的性質推出結論。

[定理1]:對於任何乙個s態,總能從一堆火柴中取出若干個使之成為t態。

證明:若有n堆火柴,每堆火柴有a(i)根火柴數,那麼既然現在處於s態, c = a(1) xor a(2) xor … xor a(n) > 0;

把c表示成二進位制,記它的二進位制數的最高位為第p位,則必然存在乙個a(t),它二進位制的第p位也是1。(否則,若所有的a(i)的第p位都是0,這與c的第p位就也為0矛盾)。

那麼我們把x = a(t) xor c,則得到x < a(t).這是因為既然a(t)的第p位與c的第p位同為1,那麼x的第p位變為0,而高於p的位並沒有改變。所以x < a(t).而

a(1) xor a(2) xor … xor x xor … xor a(n)

= a(1) xor a(2) xor … xor a(t) xor c xor … xor a(n)

= a(1) xor a(2) xor… xor a(n) xor a(1) xor a(2) xor … xor a(n)

= 0這就是說從a(t)堆中取出 a(t) - x 根火柴後狀態就會從s態變為t態。證畢。

[定理2]:t態,取任何一堆的若干根,都將成為s態。

證明:用反證法試試。

若c = a(1) xor a(2) xor … xor a(i) xor … xor a(n) = 0;

c' = a(1) xor a(2) xor … xor a(i') xor … xor a(n) = 0;

則有:c xor c' = a(1) xor a(2) xor … xor a(i) xor … xor a(n) xor a(1) xor a(2) xor … xor a(i')  xor … xor a(n) = a(i) xor a(i') =0

進而推出a(i) = a(i'),這與已知矛盾。所以命題得證。

[定理 3]:s態,只要方法正確,必贏。 

最終勝利即由s態轉變為t態,任何乙個s態,只要把它變為t態,(由定理1,可以把它變成t態。)對方只能把t態轉變為s態(定理2)。這樣,所有s態向t態的轉變都可以有己方控制,對方只能被動地實現由t態轉變為s態。因為全零屬於t態,故s態必贏。(不能單單從對稱拿取來考慮這個問題。例如a=b xor c,然後求sg這種情況。因為證不出來。。定理1只是說存在這種情況,並沒有說對稱拿取。)

[定理4]:t態,只要對方法正確,必敗。 

由定理3易得。 

問題2:今有若干堆火柴,兩人依次從中拿取,規定每次只能從一堆中取若干根, 可將一堆全取走,但不可不取,最後取完者為負,求必勝的方法。

【未完待續】

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