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)
如果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,
1.1 b > bk, 那么,取走b - bk个物体即变成奇异局势(ak, bk)
1.2 b < bk 则同时从两堆中拿走ak -a[b -ak]个物体变为奇异局势(a[b-ak] , a[b-ak]+ b - ak)
2 . 如果a = bk ,
2.1 b > ak ,则从第二堆中拿走多余的数量b-ak
2.2 b < ak ,则若b = aj (j < k) 从第一堆中拿走多余的数量a-bj; (a > bj)
若b = bj (j < k) 从第一堆中拿走多余的数量a-aj; ( a > aj)
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],aj=[j*(1+√5)/2],如果a == aj且b == aj + j,则说明是奇异局势;
否则令j++,并计算新的aj值,若此时a == aj且b == aj+ j ,若任然不满足,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。