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石头剪子布游戏的策略研究

时间:2023-08-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:孩子们很喜欢的“石头、剪子、布”划拳游戏,就可以作为对策论的一个例子:甲乙二人同时伸出手来,做出石头、剪子、布的样子。两个人如果手势相同,就算平局;如果不同,石头可以砸坏剪子,剪子可以把布剪破,布可以把石头裹起来,那就有了胜负。我们把对策问题列成这样的表,就成了“表上游戏”。所以现在,我们就暂时丢开什么“熊”呀,船呀,手势呀,全力以赴去研究这样的一个问题:在表上游戏中,怎样找出最好的策略。

石头剪子布游戏的策略研究

对策论是现代数学的一个重要分支,在军事公安、经济和日常生活各个方面,都很有用处。由于对策论经常用智力游戏——打扑克、下棋等做模型,所以又叫博奕论。博就是赌博,奕就是下棋。其实,赌博如果去掉输赢财物的规定,就是智力游戏。

再举一个例子:有人要买外国一家公司的一条旧船。他知道这家公司有三条旧船,价格一样。双方商定先看一条船,如果他表示不要,再看第二条船,如果又表示不要,再看第三条船。既然三条船价格一样,他当然要尽可能买最好的,但是哪一条是最好的呢?

公司呢?它知道这次只能卖掉一条船,为了多赚一些钱,当然希望把最坏的一条卖掉,那它应该按什么顺序介绍呢?

这两个对策论的问题含意是不同的,但是在数学上,它们是相同的问题。

一般的对策问题都是这样:双方各有一些可以采取的策略,一旦双方的策略都确定了,就会出现一定的结果,问题是双方怎样找到最好的策略?

孩子们很喜欢的“石头、剪子、布”划拳游戏,就可以作为对策论的一个例子:甲乙二人同时伸出手来,做出石头、剪子、布的样子。两个人如果手势相同,就算平局;如果不同,石头可以砸坏剪子,剪子可以把布剪破,布可以把石头裹起来,那就有了胜负。

在这个问题里,甲和乙各有三种可以采取的策略。结果如何?我们列出一个输赢表来:

这是甲的“得分”表。“0”表示平局,“-1”表示输,“1”表示赢。

我们把对策问题列成这样的表,就成了“表上游戏”。这种表是由若干行和若干列数字组成。甲可以指定其中的某一横行,乙可以指定其中的某一直行。规定他们同时说出他们指定的横行或直行。在这两行的交叉点上的数,就是甲得到的分数。例如在这个表格里:

如果甲指定第二横行,乙指定第三直行,甲就得到-3分,也就是说输3分。

到此为止,我们为对策问题找到了一个数学模型。在代数课上,我们常常要为一个应用题列出方程式来。这个方程式就是应用问题的数学模型。有了数学模型,我们就可以暂时丢开原来的应用问题,全力去解决这个数学模型中的问题了。

所以现在,我们就暂时丢开什么“熊”呀,船呀,手势呀,全力以赴去研究这样的一个问题:(www.xing528.com)

在表上游戏中,怎样找出最好的策略。

现在我们在每一横行的后面和每一直行的下面,又写上了一个数。每个横行后面写的数,是这一行中最小的那个数。每个直行下面写的数,是这一行中最大的那个数。

从甲的立场来看,不管乙采用什么对策,他如果指定第一横行,那最不利的结果是-5,就是说输5分。同样,他如果指定第二横行,最坏的结果是-3,就是说输3分。可见每一横行的最小数表示的是:如果甲指定了这一行,可能发生的最坏结果是什么。

甲应该选哪一横行呢?当然是第三横行了。因为这一行的最坏情况,他也不过输1分而已。甲一旦采取了这个策略,那就不怕乙猜中他的策略,因为他已估计到最坏的情况了。当然,如果乙选择了别的策略,甲还有可能不输,甚至赢到一些分数。

从乙的立场来看,不管甲采取什么对策,如果他指定第一直行,那最不利的结果是-1,即甲只输1分,乙只赢一分。如果他指定第二直行,那对他最不利的结果就是6,即甲赢6分,乙输6分。可见每一直行的最大数表示的是:如果乙指定了这一行,可能发生的最坏结果是什么。

那么乙应选择哪一直行呢?当然是第一直行,因为这一行最坏的结果,他还可赢一分。

如果甲乙双方都研究过对策论,那这个游戏就变得十分简单了:甲选取第三横行,乙选取第一直行;结果甲输1分,乙赢1分。

如果甲乙双方都研究过对策论,那这个游戏就变得十分简单了:甲选取第三横行,乙选取第一直行;结果甲输1分,乙赢1分。

在对对策问题中,双方必须斗智,谁也不能胡乱来!不然就会陷入很不利的处境。比如说,甲不满意输一分的结局,想碰碰运气,指定了第二直行,争取那个胜6分。结果呢?如果乙不犯错误,指定第一直行,结果甲只能输得更多。因此对甲来说,最聪明的办法就是把自己的策略公开告诉对方,对方也不会得到任何额外的收获。同样,乙的最好的策略,就是指定第一直行。即使甲知道了乙的这个策略,对乙也无可奈何。

这样一来,这个游戏的结局就是确定无疑的了。

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