A hercegnő és a szörnyeteg (játék)

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. október 15-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

A játékelméletben a The Princess and the Beast egy üldözéses  játék , amelyben két játékos játszik valamilyen területen. Rufus Isaacs fejlesztette ki, és a Differential Games (1965) című könyvében megjelent a következőképpen: „A szörny a hercegnőt keresi, a kereséssel töltött idő a játék ára. Mindkettő egy teljesen sötét szobában van (bármilyen alakú), de mindkettő ismeri a határait. A hercegnő megtalálása azt jelenti, hogy a hercegnő és a szörny közötti távolság a rögzítési sugáron belül van, aminek viszonylag kicsinek kell lennie a szoba méretéhez képest. A szörny elég intelligens, és ismert sebességgel mozog. A hercegnőnek teljes mozgásszabadságot biztosítanak .

Ez a játék jól ismert nyitott probléma maradt egészen addig, amíg Gal meg nem oldotta az 1970-es évek végén [2] [3] . Optimális stratégiája a hercegnő számára a következő: a hercegnő a szoba egy véletlenszerű pontjára megy, és ott vár egy bizonyos ideig, sem nem túl röviden, sem túl sokáig. Ezután a hercegnő egy másik (független) véletlenszerű pontra lép, és így tovább [3] [4] [5] . Optimális keresési stratégiát javasolunk a szörny számára, amelyben a szoba teljes tere sok kis téglalapra van osztva . A szörny véletlenszerűen kiválaszt egy téglalapot, és valamilyen módon körülnéz, majd véletlenszerűen és függetlenül kiválaszt egy másik téglalapot, és így tovább.

A hercegnő és a szörnyeteg játék egy előre kiválasztott gráfon játszható (egy lehetséges egyszerű gráf a kör , amelyet Isaacs javasolt lépcsőfokként egy tetszőleges területen játszódó játékokhoz). Kimutatható, hogy bármely véges gráfhoz létezik egy optimális vegyes stratégia , ami állandó játékárhoz vezet. A játékot Steve Alpern és egymástól függetlenül Mikhail Zelikin csak egy nagyon egyszerű, egyetlen ciklusból (körből) álló gráfra oldotta meg [6] [7] . Ez a játék egyszerűnek tűnik, de valójában meglehetősen összetett. Meglepő módon nem optimális az a nyilvánvaló stratégia, hogy az egyik véletlenszerű végről kezdjük, és a lehető leggyorsabban fésüljük a vágást. Ez a stratégia a várt rögzítési idő 0,75-ét garantálja. Egy összetettebb vegyes stratégia használatával körülbelül 8,6%-kal csökkentheti az időt. Valójában ez a szám közel állhat a játék árához, ha valaki bebizonyítja, hogy a megfelelő stratégia a hercegnő számára optimális [8] [9] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. R. Isaacs. Differenciáljátékok: Matematikai elmélet a hadviselés és üldözés, az irányítás és az optimalizálás alkalmazásaival . - New York: John Wiley & Sons, 1965. - S.  349-350 .
  2. S. Gal. JÁTÉKOK KERESÉSE. - New York: Academic Press, 1980.
  3. 1 2 Gal Shmuel. Játékok keresése mobil és immobil hider segítségével // SIAM J. Control Optim. - 1979. - T. 17 , sz. 1 . – S. 99–122 . - doi : 10.1137/0317009 .
  4. A. Garnaev. Megjegyzés a hercegnő és szörnyeteg keresőjátékához  // Int. J. Játékelmélet. - 1992. - T. 20 , sz. 3 . - S. 269-276 . - doi : 10.1007/BF01253781 .  (nem elérhető link)
  5. M. Chrobak. Ködben úszó hercegnő szörnytehént keres // ACM SIGACT News. - 2004. - 20. évf. 35. - Kiadás. 2 . - S. 74-78 . - doi : 10.1145/992287.992304 .
  6. S. Alpern. A keresőjáték mobil rejtőzködőkkel a körön // A Differenciáljátékok és Irányításelmélet konferencia előadásai. – 1973.
  7. Zelikin M.I. Egy differenciáljátékról hiányos információkkal // A Szovjetunió Tudományos Akadémia jelentései. - 1972. - T. 202 , sz. 5 .
  8. S. Alpern, R. Fokkink, R. Lindelauf és G. J. Olsder. Numerikus megközelítések a „Hercegnő és Szörny” játékhoz az időközönként. Archivált 2020. szeptember 27-én a Wayback Machine SIAM J. vezérlés és optimalizálás 2008-ban.
  9. L. Geupel. A „Princess and Monster” játék egy időközönként. Archiválva : 2020. november 30. a Wayback Machine -nél