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文檔簡介

趣味對策問題在日常生活中,經常看到一些相互之間斗爭或競爭的行為.具有競爭或對抗性質的行為稱為對策行為.在這類行為中,各方為了達到各自的目標和利益,必須考慮對手的各種可能的行動方案,并力圖選取對自己最有利或最為合理的方案.

對策論就是研究對策行為中爭斗各方是否存在最合理的行動方案,以及如何找到這個合理的行動方案的數學理論和方法.

對策論亦稱博弈論或競賽論.它既是現代數學的一個新分支,也是運籌學中的一個重要學科.

問題1一個大和尚帶著兩個小和尚去河對岸的寺院。河上沒有橋,他們又都不會游泳。為了過河,他們找來一只空船,船最多載重50千克,而大和尚正好重50千克,兩個小和尚各重25千克。

問:他們怎么才能全部過河?問題2一個農夫帶著一只狼、一只羊和一棵大白菜準備過河,可是,僅有一只小船,他每次只能帶一樣東西過河.如果沒有農夫看著,那么狼會吃掉羊,羊會吃掉大白菜.農夫怎樣才能把狼、羊和白菜完好無損地全運過河呢?假如我們不知道答案,如何遵循一定方法找到渡河方案呢?

——狀態轉換圖

以F,W,S和C分別代表農夫,狼,羊和白菜.我們用[FWSC,)來表示初始狀態,用(,FWSC]表示終止狀態.我們用逗號表示河,用中括號表示船所在的一邊.狀態轉換圖

從圖中很容易看出,有兩個簡單解,分別由兩條簡單路表示:(1)[FWSC,)—(WC,FS]—[FWC,S)—(C,FWS]—[FSC,W)—(S,FWC]—[FS,WC)—(,FWSC];(2)[FWSC,)—(WC,FS]—[FWC,S)—(W,FSC]—[FWS,C)—(S,FWC]—[FS,WC)—(,FWSC].

三個老道在河的西岸,想到東岸去.三個和尚在河的東岸,要到西岸去.河中只有一只小船,可以坐兩個人,停在西岸.但是只有一個老道和一個和尚會擺船.由于某種原因,無論在岸上,還是在船上,老道的人數都不準超過和尚人數.你能找出個擺渡方法嗎?問題3解以A表示那個會劃船的老道,B表示那個會劃船的和尚,C表示一個不會劃船的老道,D表示一個不會劃船的和尚.那么,初始狀態是[ACC,BDD),終止狀態是(BDD,ACC]或[BDD,ACC).畫出本問題的部分狀態轉換圖。圖8-2從左圖容易發現,存在由初始狀態到終止狀態之一的一條路:[ACC,BDD)—(CC,ABDD]—[CCBD,AD)—(CD,ACBD]—[ACBD,CD)—(AD,CCBD]—[ABDD,CC)—(BDD,ACC].這是不是唯一解呢?想想.尼姆游戲與類似的游戲問題4甲、乙兩人輪流在2000粒石子中取走1粒,3粒,5粒或7粒棋子.若甲先取,乙后取,取到最后一粒石子者為勝.甲、乙兩人誰能獲勝?分析:2000是偶數,甲先取奇數粒,剩下的是奇數;乙再取奇數粒,剩下的是偶數.接著甲再取.由于每次取的必須是奇數粒,所以甲不可能取走最后一粒,乙才可能取走最后一粒.故乙必勝.問題5設有30枚棋子,甲、乙兩人輪流取,每人一次可取1或2枚棋子,誰取到最后一個棋子誰勝.問:

(1)若甲先取,甲有必勝辦法嗎?

(2)若有50枚棋子,仍按上規則進行,甲又該如何取才能獲勝呢?

(3)若每人一次最少取1枚,最多取3枚棋子,該如何取呢?

(4)若規定誰取到最后一枚棋子誰輸,又該如何取勝呢?分析

這類問題我們可以采用逆向思考.對第1、2問,要想取到最后一枚棋子,按照規則,自己上一次取后留下的棋子數不能是1或2,至少為3.如果留下3枚,那么不論對方取1枚還是2枚,自己都定能將剩下的2枚或1枚棋子取完.我們把這種不論對方如何操作,自己總能取勝的殘局叫做“贏局”.“給對方留下3枚”就是你的贏局.同樣的分析知道,要想取得這一贏局,前一次取后應當留下6枚.依比類推,每次應給對方留下3,6,9,12,......枚棋子.即留下3的倍數枚棋子就是贏局.

若每人一次最少取1枚,最多取3枚棋子,每次應給對方留下4,8,12,16,......枚棋子,即留下4的倍數枚棋子就是贏局.知識鏈接巴什博弈:

只有一堆n個物品,兩個人輪流從這堆物品中取物,規定每次至少取一個,最多取m個。最后取光者得勝。屬于博弈論范疇。問題6設有30枚棋子,分成兩堆,一堆19枚,一堆11枚.甲、乙兩人輪流從中取走1枚或2枚,但每次只能在一堆中取,誰取到最后一枚棋子誰獲勝.如果甲先取,有沒有必勝的訣竅?答案:先取著甲應先在11枚這堆,取走1枚,這時兩堆棋子數除以3余數相同.以后無論乙在哪堆取幾枚,甲就在另一堆取同樣的枚數.先取者甲保證獲勝.威佐夫博奕知識鏈接威佐夫博奕:有兩堆各若干個物品,雙方輪流取走一些物品,合法的取法有如下兩種:

(1)在一堆物品中取走任意多顆;

(2)在兩堆物品中取走相同多的任意顆;

最后取光者得勝。設有三堆棋子,一堆10枚,一堆6枚,一堆6枚.甲乙兩人輪流從任意一堆中取走一枚或幾枚甚至一堆棋子,誰取走最后一枚誰獲勝.如果甲先取,問甲如何才能獲勝?如果三堆棋子數目各不相等,如一堆10枚,一堆6枚,一堆3枚,問甲又如何做才能獲勝?問題7

分析對于三堆棋子,一堆10枚,一堆6枚,一堆6枚情況,顯然甲只需把第一堆全取完,給乙留下相同

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