游戲中的數(shù)學(xué)(一):賽馬問題

游戲來自《姬魔戀戰(zhàn)紀(jì)》
劇情是:
劉王章雖已被我軍俘虜,但依然要參加貴族賽馬比賽,可惜沒有賽馬良將。男主挺身而出,但實(shí)際上他并不會(huì)賽馬(WTF???),于是在弓長(zhǎng)遼的幫助下進(jìn)行賽馬訓(xùn)練
規(guī)則如下:

三種行動(dòng)選擇:加速、勻速或者減速



加速的情況為:速度值+1,不穩(wěn)定值+3
勻速的情況為:速度值不變,不穩(wěn)定值+1
減速的情況為:速度值-1,不穩(wěn)定值減半
另外

如果是奇數(shù)被除,則只取整數(shù)部分

一共十個(gè)回合:每個(gè)回合可以選一種行動(dòng)。

問題是:如何在10回合內(nèi)跑完最長(zhǎng)的路程?能跑多長(zhǎng)?
要注意的是,游戲里設(shè)定路程為每一回合改變后的速度值加上上一回合的路程。比如上一回合路程為4,這一回合加速后速度為4,則這回合路程為8。
現(xiàn)在我們開始解決這個(gè)問題
第一回合:此時(shí)速度值為0,為了跑的更遠(yuǎn),必須選擇加速
第二回合:此時(shí)速度值為1,不穩(wěn)定值為3,路程為1,依然可以加速
第三回合:此時(shí)速度值為2,不穩(wěn)定值為6,路程達(dá)到了3,依然可以選擇加速
第四回合:此時(shí)速度值為3,不穩(wěn)定值為9,路程為6。很顯然無法再加速了,這時(shí)候卻有兩種選擇:①勻速②減速
勻速可以讓我們的速度保持不變,但是減速會(huì)讓速度減小,我們可以試一試勻速
第五回合:速度值為3,不穩(wěn)定值為10,路程為9。這時(shí)候必須減速
第六回合:速度值為2,不穩(wěn)定值為5,路程為11。又可以加速了
第七回合:速度為3,不穩(wěn)定為8,路程為14,只剩下四個(gè)回合,這里又有兩種選擇:①勻速兩次,減速加速②減速一次,加速兩次,減速一次
我們先看第一種:勻速兩次,第七回合路程17,第八回合,路程20,第九回合減速,路程22。第十回合加速,路程25

第二種:減速一次,路程16,不穩(wěn)定4。第八回合加速,路程19,第九回合加速,路程23。第十回合減速,路程26
顯然第二種方法更好,因?yàn)樗铀倭藘纱?。似乎路?6就是最優(yōu)解,還能再高嗎?
由于當(dāng)穩(wěn)定值為4時(shí),可以連續(xù)兩次加速,我們?cè)倮梅€(wěn)定值9時(shí)減速變?yōu)?的特性,可以換一種跑法,即第一次分叉選項(xiàng)時(shí)的第二個(gè)選項(xiàng),限于篇幅原因,這里只放圖

這種跑法可以跑到29的路程,這種跑法的好處在于,隨著回合的增多,速度會(huì)越來越快。但是第一種跑法速度會(huì)保持在3,很容易被超過

對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),在第四回合時(shí),第一種跑法(右)優(yōu)于第二種跑法,在第五回合時(shí)達(dá)到平衡,第六回合時(shí)開始落后
這樣問題就解決了

拓展問題1:假如不穩(wěn)定值上限改為16,但減速會(huì)損失2點(diǎn)速度值,答案會(huì)變成怎樣呢?
大家自己解決吧