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甲乙两人决斗,相距100米,双方必须以1米/秒速度接近对方,每人有3发子弹,双方随时随地可以开多枪。没子弹了也必须接着走,每人中1枪死,击中概率是(100-距离)/100。双方以保命为第一位,其次才是杀死对方。
乙是一个先知者,能猜到甲的所有策略.而甲只是个普通人,不知道乙的策略.
请问甲的最优策略?
答案:
先假设双方都知道对方的策略,按博弈论的思想找到纳什均衡。
此题要从甲1发子弹对乙1发子弹的局面开始逆推,从1+1,1+2,2+2,1+3,2+3,到3+3。
1+1:
甲1发子弹,乙1发子弹。
当的击中概率(指击中对方概率,以下同)等于50%时,双方同时开枪。即当距离一旦小于50米,双方同时开枪。双方存活率都是0.5
(这步不解释了)
1+2:
甲1发子弹,乙2发子弹。
当甲先开枪未击中概率等于乙先开一枪后乙的存活率时,双方同时开枪。
设甲开枪时距初始位置X米。
(50-X)/50=X/50+0.5×(50-X)/50
解得X=50/3
即,两人相距200/3米时,同时开枪。甲存活率1/3,乙存活率2/3。
注:
在甲距初始位置的距离小于50/3米时,若甲先开枪,其存活率小于1/3,使得乙的存活率大于2/3;若乙先开枪,其存活率小于2/3,使得甲的存活率大于1/3。因此双方都不会开枪。
在甲距初始位置的距离大于50/3米时,若甲先开枪,其存活率大于1/3,使得乙的存活率小于2/3;若乙先开枪,其存活率大于2/3,使得甲的存活率小于1/3。因此双方都想先于对方开枪。
当甲距初始位置的距离等于50/3米时,甲的存活率1/3,乙存活率2/3。双方同时开枪。
下面的等式思路类似,就不再加以说明了。
2+2:
分析:甲先开一枪后如果未中,就变成了1+2的局面,此时甲存活率1/3,乙存活率2/3。
甲先开枪的收益,必须要能弥补未击中后的损失。
设甲开第一枪时距初始位置Y米。
Y/50+1/3×(50-Y)/50=1/2
解得Y=12.5
即,两人相距75米时,同时开一枪。双方存活率都是0.5。
1+3:
分析:乙先开枪后如果未中,就变成了1+2的局面。
当甲先开枪未击中概率等于乙先开一枪后乙的存活率时,双方同时开枪。
设甲开枪时距初始位置Z米。
(50-Z)/50=Z/50+2/3×(50-Z)/50
解得Z=12.5
即,两人相距75米时,同时开一枪。甲存活率1/4,乙存活率3/4。
2+3:
分析:甲先开一枪后,变为1+3的局面。乙先开一枪后,变为2+2的局面。
当甲先开一枪后乙的存活率等于乙先开一枪后乙的存活率时,双方同时开枪。
设甲开第一枪时距初始位置M米。
3/4×(50-M)/50=M/50+1/2×(50-M)/50
解得M=10
即,两人相距80米时,同时开一枪。甲存活率2/5,乙存活率3/5。
3+3:
分析:甲先开一枪后如果未中,就变成了2+3的局面,此时甲存活率2/5,乙存活率3/5。
甲先开枪的收益,必须要能弥补未击中后的损失。
设甲开第一枪时距初始位置N米。
N/50+2/5×(50-N)/50=1/2
解得N=25/3
即,两人相距250/3米时,同时开一枪。双方存活率都是0.5。
以上整理如下:
局面 同时开枪时相距 生存概率
3+3 83.3333333米 1/2:1/2
2+3 80米 2/5:3/5
1+3 75米 1/4:3/4
2+2 75米 1/2:1/2
1+2 66.6666666米 1/3:2/3
1+1 50米 1/2:1/2
此题的纳什均衡是双方分别在83.3333333米、75米、50米同时开枪。
答案是:甲的最优策略是83.3333333米、75米、50米分别开一枪的策略。能保证有0.5的存活率,而甲的其他策略都吃亏。
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