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数学花园漫游记:破解侦查员策略

时间:2023-07-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:让我们还是回来研究一下跟踪问题吧,看怎样利用表上游戏来解决侦查员小王的问题。“熊”的策略就是这6种。小王的策略比较复杂。所以“熊”的这两种策略,效果完全是一样的。因此,在“熊”看来,不论小王的策略如何,第六个策略总不会比第四个策略差。这样,小王的策略也就只剩了第一、第三、第四这3个了。如果“熊”没有想到侦查员在外面等着他,他很可能任意安排一个出门的顺序。

数学花园漫游记:破解侦查员策略

我们对表上游戏谈了不少了,请你不要忘记,表上游戏不过是多种多样的对策问题的模型。如果只讨论表上游戏,而不知道怎样把它和其他的对策问题联系起来,就没有什么意思了。

让我们还是回来研究一下跟踪问题吧,看怎样利用表上游戏来解决侦查员小王的问题。

在这个问题中,斗智的双方是小王和“熊”。我们可以想象,另外两个间谍是受“熊”指挥的。所以小王相当于甲方,“熊”相当于乙方。

双方各有多少可以考虑的策略呢?

“熊”的策略比较简单。它只需安排一下3个人出去的先后次序就行了。为了方便起见,我们假定另外两个间谍一个叫“狼”,一个叫“蛇”,按个子来说,熊最高,狼其次,蛇最矮。他们出去的次序一共有以下6种:

1.熊、狼、蛇;2.熊、蛇、狼;

3.狼、熊、蛇;4.狼、蛇、熊;

5.蛇、熊、狼;6.蛇、狼、熊。

“熊”的策略就是这6种。必要时,他可以按一定比例混合这6种策略。

小王的策略比较复杂。他可以不管三七二十一,跟踪第一个出来的人;或者放走第一个出来的人,跟踪第二个出来的人。当然,他也可以把这两个都放走,跟踪最后出来的人。看来他只有这3个策略可以采取。

其实不然,小王还有一个策略可以考虑,这就是放过第一个出来的人,等到第二个人出来,看他如果比第一个高(小王是侦查员,判断人的高矮有充分的把握),就跟踪他,否则就等第三个人。这就是他的另一个策略。如果第三个人出来又不是高个,那一定不是“熊”,就没有跟踪的必要了。

这样,小王的策略共有4个:

1.跟踪第一个人;

2.跟踪第二个人;

3.跟踪第三个人;

4.放走第一个人,再根据第二个人是不是比第一个人高,决定是不是跟踪他。

这样看来甲方有4个策略,乙方有6个策略,我们就可以用一个四横行、六竖行的表上游戏来做它的模型(见下表)。

表里写“1”的地方是小王胜利,写“0”的地方是小王失败。所以这个表上的数,可以算成是小王赢的分数。

这个表里有几个值得注意的地方:

你看,第一竖行和第二竖行数字两两相同。这是什么意思呢?

很简单,第一竖行和第二竖行代表着“熊”的两种策略,它们共同之处是熊先走,不同的地方是“狼”和“蛇”谁先走。假定“熊”采用了这两种策略中的一个,那么,只要小王打算跟踪第一个人,就一定胜利。相反,只要小王打算放过第一个人,就一定失败。所以“熊”的这两种策略,效果完全是一样的。了解了这个道理,我们可以干脆把“熊”的这两个策略去掉一个,比如去掉第二个,保留第一个。

同样的道理,可以去掉第五个策略,保留第三个策略。这两个策略都是“熊”第二个出去。(www.xing528.com)

你可能会想,“熊”的第四个和第六个策略是不是也可以照此办理,去掉一个、留下一个呢?

从表上可以看出,第四个策略和第六个策略效果是不一样的。虽然在这两个策略中,“熊”都是第三个出去。但是,如果小王采取第四个策略,他就会根据第二个出去的人是不是比第一个出去的人高一些,来决定要不要追踪第二个人。这样一来,先让“蛇”走或是先让“狼”走就有了不同的效果。先让“蛇”走,小王就会跟“狼”而去,而“熊”就肯定溜脱了。

因此,在“熊”看来,不论小王的策略如何,第六个策略总不会比第四个策略差。所似熊应该保留第六个策略而去掉第四个策略。

这样一来,熊就只剩下第一、第三、第六这3个策略了。

从小王来看呢?第二个策略与第四个策略只有一点不同,那就是第四个策略多了一个得胜的可能性:如果3个间谍按照“狼、蛇、熊”的顺序走出来,小王的第二个策略将会失败,而第四个策略将会胜利。因此,第四个策略不比第二个策略差。这样,小王的策略也就只剩了第一、第三、第四这3个了。

把可以去掉的策略去掉,上面的表就成了:

这个表上游戏可以像上节的问题那样,算出双方应按什么比例去混合策略,结论是,都按的比例去混合自己的策略。

形象地说,小王明白这个道理后,可以看看手表,如果秒针在12点与4点之间,他就采取第一个策略;如果秒针在4点与8点之间,他就采取第三个策略;如果秒针在8点到12点之间,他就采取第四个策略。这就是按的比例混合了第一、第三、第四这3个策略。

如果“熊”没有想到侦查员在外面等着他,他很可能任意安排一个出门的顺序。这相当于把6种策略按的比例混合起来,那么小王得胜的机会就会增加到

如果小王猜到“熊”会按这个比例混合他的6种策略,那么,他就会干脆采用第四个策略,而把得胜的机会,提高到

但是他的这个意图如果一旦被“熊”猜中,他就会毫不犹疑地第一个走出去,使小王完全失败。

因此,双方都只好谨慎地按照上面的对策论的观点,来选择自己的策略。

如果双方都这样做了,我们就可以算出小王在这次斗智中获胜的机会是

你不要感到遗憾。公平地说,小王的任务的确是很难完成的,有了的机会也就很不错了。如果弄得不好,连这个机会还得不到哩!

名师导读

首先肯定的是,作者马希文教授是非常了解读者的,在文章的结尾告诉我们不要遗憾,这三分之一的取胜机会都是很不容易的。如果不经过计算连三分之一的机会都没有。是啊,如果我们是侦查员,真的很难确定该跟踪谁,作者也说了,这是个很难完成的任务,我想最好派三个人去,每人跟踪一个,就好了。

如果真的只有你一个人去侦查,如果不去进行复杂的计算,我就随便跟踪谁,再没有策略,完成任务的可能性是很小的,但是经过计算,我可以放过第一个,如果第二个人比他高,我就跟踪第二个人,也就是只要第一个人不是最高的,完成任务的概率就提高到二分之一。但是如果第一个出来的人是最高的,那就彻底失败了。但是也比毫无策略的去跟踪要好的多。

通过这篇文章想和同学们探讨一下“概率”。概率俗话说就是可能性,生活中的大多数事件都不是只有一定发生和一定不发生两种情况,比如说生孩子,没出生之前谁也不能确定一定是男孩还是女孩,可能性各有50%;再比如说彩票,那么多球,出现哪个数是随机的,能中你买的号码的可能性是非常非常小的……还有很多事情的发生可能性是不一样的,所以数学家们研究事件发生的可能性,那研究这些到底有什么用呢?比如天气,同学们偶尔会惊讶于为什么天气预报不准,说好的下雨却没下,说好的没有雨,却下雨了。其实天气预报是根据大数据对天气进行的预测,如果下雨的可能性比不下雨的可能性大,预报就会说下雨。虽然根据风向、云朵显示下雨的可能性大,但是完全有不下雨的可能,只是可能性小,即使可能性小,也有发生的可能,就像买彩票中奖的可能性很小,但是经常有人会中奖一样。经济学家也是通过研究事件发生的可能性来制定一些理财投资或者保险的种类和金额,在这里就不详细解释了。希望同学们多多了解统计与概率学,这样才能更加客观的认识世界

例:口袋里有红黄蓝三种颜色的球一共8个,3个红色,3个蓝色,问摸出黄球的可能性是多大。

答案:1-

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