1.巴什博奕(Bash
Game):只有一堆n个物品,两个人轮流从这堆物品中取物,规
定每次至少取一个,最多取m个。最后取光者得胜。
显然,如果n=m+1,那么由于一次最多只能取m个,所以,无论先取者拿走多少个,
后取者都能够一次拿走剩余的物品,后者取胜。因此我们发现了如何取胜的法则:如果
n=(m+1)r+s,(r为任意自然数,s≤m),那么先取者要拿走s个物品,如果后取者拿走
k(≤m)个,那么先取者再拿走m+1-k个,结果剩下(m+1)(r-1)个,以后保持这样的
取法,那么先取者肯定获胜。总之,要保持给对手留下(m+1)的倍数,就能最后获胜。
这个游戏还可以有一种变相的玩法:两个人轮流报数,每次至少报一个,最多报十
个,谁能报到100者胜。
这个博弈很好理解,因为一次最多取m个,所以不论前者取得是几,后者一定可以取一个数构成m+1,所以胜负很好定.
2.威佐夫博奕(Wythoff Game):有两堆各若干个物品,两个人轮流从某一堆或同
时从两堆中取同样多的物品,规定每次至少取一个,多者不限,最后取光者得胜。
这种情况下是颇为复杂的。我们用(ak,bk)(ak ≤ bk
,k=0,1,2,…,n)表示
两堆物品的数量并称其为局势,如果甲面对(0,0),那么甲已经输了,这种局势我们
称为奇异局势。前几个奇异局势是:(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是未在前面出现过的最小自然数,而 bk= ak + k,奇异局势有
如下三条性质:
(1)任何自然数都包含在一个且仅有一个奇异局势中。
由于ak是未在前面出现过的最小自然数,所以有ak > ak-1 ,而 bk= ak + k > ak
-1 + k-1 = bk-1 >
ak-1 。所以性质1。成立。
(2)任意操作都可将奇异局势变为非奇异局势。
事实上,若只改变奇异局势(ak,bk)的某一个分量,那么另一个分量不可能在其
他奇异局势中,所以必然是非奇异局势。如果使(ak,bk)的两个分量同时减少,则由
于其差不变,且不可能是其他奇异局势的差,因此也是非奇异局势。
(3)采用适当的方法,可以将非奇异局势变为奇异局势。
假设面对的局势是(a,b),若 b = a,则同时从两堆中取走 a 个物体,就变为了
奇异局势(0,0);如果a =
ak ,b > bk,那么,取走b – bk个物体,即变为奇异局
势;如果 a = ak , b < bk
,则同时从两堆中拿走 ak – ab – ak个物体,变为奇异局
势( ab – ak , ab – ak+ b – ak);如果a > ak
,b= ak + k,则从第一堆中拿走多余
的数量a – ak 即可;如果a < ak ,b= ak + k,分两种情况,第一种,a=aj (j
< k)
,从第二堆里面拿走 b – bj 即可;第二种,a=bj (j < k),从第二堆里面拿走 b – a
j 即可。
从如上性质可知,两个人如果都采用正确操作,那么面对非奇异局势,先拿者必胜
;反之,则后拿者取胜。
那么任给一个局势(a,b),怎样判断它是不是奇异局势呢?我们有如下公式:
ak =[k(1+√5)/2],bk= ak + k (k=0,1,2,…,n
方括号表示取整函数)
奇妙的是其中出现了黄金分割数(1+√5)/2 =
1。618…,因此,由ak,bk组成的矩形近
似为黄金矩形,由于2/(1+√5)=(√5-1)/2,可以先求出j=[a(√5-1)/2],若a=[
j(1+√5)/2],那么a
= aj,bj = aj + j,若不等于,那么a = aj+1,bj+1 = aj+1
+ j +
1,若都不是,那么就不是奇异局势。然后再按照上述法则进行,一定会遇到奇异
局势。
这个威佐夫博奕有点绕,每个奇异局势用(ak,bk)表示,性质一说的有点没看懂,首先为什么凭借前几个小的奇异局势就可以看出有序对(ak,bk)中的ak就是前面没有出现的自然数中最小的,觉得说的不太合理.如果说的紧紧凭借几个较小的bk=ak+k就可以确定的话有点说不过去.而且这个奇异局势说的也很突然...如果把性质一当成已知条件后面还能看懂.
性质二是用性质一证明的,"任意操作都可将奇异局势变为非奇异局势。"因为性质一说"任何自然数都包含在一个且仅有一个奇异局势中",那么一步操作就不可能将一个奇异局势转换成另一个奇异局势,每个特定的项的差值都是固定的,第k项差值为k,如果只从一堆里面取,那么另一个数没有变,而一个数不能同时在两个奇异局势中,所以这个局势必将是非奇异局势;如果从两个堆里面同时取相同的数,两者的差还是k,所以必然是一个非奇异局势.
性质三情况复杂,考虑所有情况:
情况1:a=b没问题,直接装换成(0,0).- -
情况2:a=ak,b>bk.那么必然可以通过同时减(b-bk)得到(ak,bk)
情况3:a=ak,b<bk.这里他说的有点概括,有一个前提是(a<b),这样,既然a=ak,又因为前面的项差k是按1递增的,所以这里隐含的k>b-a>0,所以差值必然是前面的项中所存在的,既然两个数的差值一定了,那么一定可以同减达到.
情况4:a>ak,b=bk=ak+k.前提是(a<b),这样就比较简单了,原本对于ax=ak的时候两者差值是k,现在a增加,b相对于原来不变,所以两者差值减小,必然可以通过同时减一个数达到前面的一个奇异局势.
情况5:a<ak,b=bk=ak+k.因为这时候前面的ak前面的所有数都出现过了,所以这样的ak无非有两种情况,第一种,ak=aj(j<k),这样,让bk达到bj即可;第二种,ak=bj(j<k),这样,(a,b)可以看成(bk,bj),那么让bk达到aj即可.
这样针对任何一个局势,只要这个局势是奇异的,那么先手者必然输.反之,后手者必然输.
最后,判断一个局势的奇异与否,有一个公式
ak =[k(1+√5)/2],bk= ak + k (k=0,1,2,…,n 方括号表示取整函数)
公式不知道怎么推出来的...