Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Tutaj można dyskutować na tematy ogólnie związane z grami planszowymi, nie powiązane z konkretnym tytułem.
Awatar użytkownika
Propi
Posty: 1149
Rejestracja: 04 sty 2019, 19:06
Has thanked: 503 times
Been thanked: 333 times

Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: Propi »

Swego czasu po zakupie bonusowych kart do Troyes próbowałem znaleźć liczbę, która wyrażałaby ilość potencjalnych rozdań w grze - kombinacji kart akcji dostępnych na planszy. Są trzy kolory kart i podczas każdej z gier pojawiają się trzy karty z każdego koloru - ze zbiorów dziewięciu kart. Innymi słowy jest 27 kart, z których w grze bierze udział dziewięć.

Jak, do cholery jasnej, wyliczyć ilość potencjalnych rozdań? I o ile zmienia się ta ilość gdy wprowadzić do gry trzy dodatkowe karty bonusowe, po jednej do każdego koloru?

To samo pytanie tyczy się np. Point Salad - choć tu jest nieco bardziej skomplikowane, bo mamy dwustronne karty i każda z nich jest albo sposobem punktowania (pozostałych kart gracza) albo kartą warzywa (podlegającą punktacji przez inne karty).

Czy ktoś z bardziej ścisłych umysłów tego forum może podać mi wzór - a najlepiej link do gotowego kalkulatora! - gdzie można wpisać powyższe dane i uzyskać satysfakcjonującą mnie odpowiedź? :)
dannte
Posty: 726
Rejestracja: 15 paź 2018, 21:52
Lokalizacja: Elbląg
Has thanked: 103 times
Been thanked: 420 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: dannte »

Propi pisze: 17 lis 2020, 00:02 Swego czasu po zakupie bonusowych kart do Troyes próbowałem znaleźć liczbę, która wyrażałaby ilość potencjalnych rozdań w grze - kombinacji kart akcji dostępnych na planszy. Są trzy kolory kart i podczas każdej z gier pojawiają się trzy karty z każdego koloru - ze zbiorów dziewięciu kart. Innymi słowy jest 27 kart, z których w grze bierze udział dziewięć. Jak, do cholery jasnej, wyliczyć ilość potencjalnych rozdań?
To wydaje się proste: (kombinacja 3 z 9) ^ 3, czyli 84*84*84 = 592704, policzyć można dowolnym zaawansowanym kalkulatorem, jeśli zna się formułkę. Zawsze lubiłem używać tego: https://www.wolframalpha.com/input/?i=C%289%2C3%29%5E3
Propi pisze: 17 lis 2020, 00:02 I o ile zmienia się ta ilość gdy wprowadzić do gry trzy dodatkowe karty bonusowe, po jednej do każdego koloru?
Prawie trzykrotnie: https://www.wolframalpha.com/input/?i=C%2810%2C3%29%5E3
EDIT: wybacz, chyba źle zrozumiałem twój pomysł: czy te karty bonusowe zwiększają pulę kart z 27 do 30, czy raczej chodziło o zwiększenie liczby kart w grze z 9 do 12? Jeśli to drugie, to będzie to trochę większa liczba: https://www.wolframalpha.com/input/?i=C%289%2C4%29%5E3
Propi pisze: 17 lis 2020, 00:02 To samo pytanie tyczy się np. Point Salad - choć tu jest nieco bardziej skomplikowane, bo mamy dwustronne karty i każda z nich jest albo sposobem punktowania (pozostałych kart gracza) albo kartą warzywa (podlegającą punktacji przez inne karty).
Za mało danych, nie znam gry.
Awatar użytkownika
donmakaron
Posty: 3523
Rejestracja: 16 kwie 2009, 09:33
Has thanked: 198 times
Been thanked: 646 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: donmakaron »

Propi pisze: 17 lis 2020, 00:02 Jak, do cholery jasnej, wyliczyć ilość potencjalnych rozdań? I o ile zmienia się ta ilość gdy wprowadzić do gry trzy dodatkowe karty bonusowe, po jednej do każdego koloru?
Interesuje cię kombinacja bez powtórzeń (żeby nie losować wielokrotnie tej samej karty ;) ). Najpierw w ramach jednego koloru dla jasności przekazu.

Ilość rozdań k kart z talii zawierającej n kart to kombinacja bez powtórzeń z n po k:
Obrazek
gdzie C to ilość rozdań, n to ilość kart w danym kolorze, k to liczba losowanych kart.

Pod powyższy wór wstawiamy nasze dane: losując k kart z n dostępnych mamy n!/(k!(n-k)!), a więc losując 3 karty z 9 dostępnych mamy 9!/(3!(9-3)!).

Silnia (!) to iloczyn wszystkich liczb naturalnych dodatnich nie większych niż liczba, z której ją wyciągamy, a więc 1!=1, 2!=1*2, 3!=3*2*1 i tak dalej.

Mamy więc 9*8*7*6*5*4*3*2*1 podzielone przez (3*2*1) * (6*5*4*3*2*1). Z tego słusznie wyszło danntemu 84.

Każdy kolejny kolor dokłada nam niejako 9 kartową talię, z której losujemy 3 karty i kolejne 84 możliwe rozdania tego koloru - czyli na każe pojedyncze rozdanie koloru pierwszego, przypadają 84 rozdania koloru drugiego.

Jako że rozdań koloru pierwszego mamy 84, to rozdań obu kolorów mamy 84*84 (a ładniej rzecz ujmując kombinację bez powtórzeń n po k razy kombinacja bez powtórzeń n po k).

Dodaj trzeci kolor i mamy 84*84*84 czyli wspomniane 592 704.

Jeśli dorzucisz do każdego koloru promki, po prostu zwiększasz liczbę elementów głównego zbioru (we wzorze z początku to n), jednak nadal ciągniesz tę samą liczbę elementów (k czyli w naszym Troyes trzy karty). Dodając jedną kartę w każdym kolorze zamiast 9!/(3!(9-3)!) będzie więc 10!/(3!(10-3)!), czyli 1 728 000 możliwych rozdań.



Mam nadzieję, że idzie zrozumieć ten mały wykład. Jeśli nie, to przynajmniej miałem frajdę z jego redakcji i przyjemność przypomnienia sobie lekcji z liceum.

P.S. Kalkulatory online są super narzędziami (nawet przy grach - najdziwniejszy z jakiego korzystałem to kalkulator wymiarów stożka ściętego użyty przy projekcie naklejek na boczne ścianki podstawek do figurek z Blood Bowla), ale w przypadku takich gdzie wzory są dostępne i nie należą do zakazanych dziedzin czarnej magii, polecam zrobienie swojego własnego kalkulatora w google sheecie czy innym excelu. Takie ćwiczenie bawi, uczy i zostawia nas z podręcznym narzędziem na przyszłość :)
Awatar użytkownika
BartP
Administrator
Posty: 4719
Rejestracja: 09 lis 2010, 12:34
Lokalizacja: Gdynia
Has thanked: 383 times
Been thanked: 885 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: BartP »

Ja też lubię sobie takie rzeczy wyliczać. Dosyć smutne jest to, że to w zasadzie poziom liceum, a w praktyce prawie nikt tego nie rozumie. Gdy pytam ludzi, to najczęściej już wykładają się na pytaniu, czy większe jest prawdopodobieństwo wypadnięcia na kości szóstki czy czwórki. Oczywiście czwórka częściej wypada ;], szóstkę najtrudniej zdobyć. Już nawet nie pytam, jakie jest pr-o wypadnięcia dwóch szóstek.
Na szczęście geeki z podstawami problemów nie mają.
Awatar użytkownika
donmakaron
Posty: 3523
Rejestracja: 16 kwie 2009, 09:33
Has thanked: 198 times
Been thanked: 646 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: donmakaron »

BartP pisze: 17 lis 2020, 10:35Gdy pytam ludzi, to najczęściej już wykładają się na pytaniu, czy większe jest prawdopodobieństwo wypadnięcia na kości szóstki czy czwórki. Oczywiście czwórka częściej wypada ;], szóstkę najtrudniej zdobyć.
Mylnie myślałem, że opór przed zrozumieniem jak to w blood bowlu 7 wypada częściej przy rzucie 2k6 niż inne wyniki było dramatyczne...
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

BartP pisze: 17 lis 2020, 10:35 Gdy pytam ludzi, to najczęściej już wykładają się na pytaniu, czy większe jest prawdopodobieństwo wypadnięcia na kości szóstki czy czwórki. Oczywiście czwórka częściej wypada ;], szóstkę najtrudniej zdobyć.
Niestety - to co napisałeś nie jest prawdą - częściej wypada szóstka. Tak przynajmniej jest w przypadku zwykłych kostek, z wgłębieniami na oczka. I dlatego kości, używane w kasynach, wgłębień nie mają. Oczywiście ta różnica nie jest duża. Z analizy, przedstawionej w pracy "A complete list of fair dice" wynika, że przy 10 tysiącach rzutów, powinno wypaść:
1654 x 1
1659 x 2
1665 x 3
1669 x 4
1674 x 5
1679 x 6
Awatar użytkownika
BartP
Administrator
Posty: 4719
Rejestracja: 09 lis 2010, 12:34
Lokalizacja: Gdynia
Has thanked: 383 times
Been thanked: 885 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: BartP »

Oczywiście, Michale, właśnie moi znajomi o takich kościach mówili.
Awatar użytkownika
Propi
Posty: 1149
Rejestracja: 04 sty 2019, 19:06
Has thanked: 503 times
Been thanked: 333 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: Propi »

dannte pisze: 17 lis 2020, 00:36
Propi pisze: 17 lis 2020, 00:02 I o ile zmienia się ta ilość gdy wprowadzić do gry trzy dodatkowe karty bonusowe, po jednej do każdego koloru?
Prawie trzykrotnie: https://www.wolframalpha.com/input/?i=C%2810%2C3%29%5E3
EDIT: wybacz, chyba źle zrozumiałem twój pomysł: czy te karty bonusowe zwiększają pulę kart z 27 do 30, czy raczej chodziło o zwiększenie liczby kart w grze z 9 do 12? Jeśli to drugie, to będzie to trochę większa liczba: https://www.wolframalpha.com/input/?i=C%289%2C4%29%5E3
Propi pisze: 17 lis 2020, 00:02 To samo pytanie tyczy się np. Point Salad - choć tu jest nieco bardziej skomplikowane, bo mamy dwustronne karty i każda z nich jest albo sposobem punktowania (pozostałych kart gracza) albo kartą warzywa (podlegającą punktacji przez inne karty).
Za mało danych, nie znam gry.
Zrozumiałeś bardzo dobrze - nadal wychodzą trzy kolory, ale pula każdego z nich to 10 kart, a nie 9 :)

Twoje wyliczenia rozbiły mi głowę, prosto szybki i przyjemnie - i jednak silnia ;) No ale żeby coś stało się proste to musi zostać dobrze wytłumaczone przez kogoś, kto wie - dzięki wielkie za to!
donmakaron pisze: 17 lis 2020, 01:16
Spoiler:
P.S. Kalkulatory online są super narzędziami (nawet przy grach - najdziwniejszy z jakiego korzystałem to kalkulator wymiarów stożka ściętego użyty przy projekcie naklejek na boczne ścianki podstawek do figurek z Blood Bowla), ale w przypadku takich gdzie wzory są dostępne i nie należą do zakazanych dziedzin czarnej magii, polecam zrobienie swojego własnego kalkulatora w google sheecie czy innym excelu. Takie ćwiczenie bawi, uczy i zostawia nas z podręcznym narzędziem na przyszłość :)
To zabrzmiało jak typowe Explain Like I'm Five z Reddita - za co również dziękuję, bo tłumaczysz w sposób bardzo obrazowy. Zasadniczo w szkole nie miałem problemów z przedmiotami ścisłymi, ale zawodowo i życiowo poszedłem w stronę humanizmu, więc wypadłem z obiegu ścisłego zupełnie. Twój post przypomniał mi dlaczego kiedyś tak lubiłem przedmioty jak matematyka, fizyka i później logika - bardzo dziękuję, rozgrzałeś mi zarówno umysł, jak i serce ;)

W takim razie spróbujmy pójść oczko wyżej - Point Salad!

W grze zmienia się liczba aktywnych kart w zależności od liczby graczy, więc może dla zwięzłości rozważmy dwa skrajne przypadki - dla dwóch i sześciu graczy.

Obrazek

Gracz w swojej turze dobiera albo dwie karty warzyw albo jedną kartę punktacji. Gdy kończą się dostępne karty następuje podsumowanie i punktacja - ten sam zbiór warzyw danego gracza punktuje po kolei dla wielu kart.

W grze dla dwóch graczy udział bierze 36 kart - 6 typów warzyw, 6 sztuk z każdego, każda karta ma z jednej strony warzywo, a z drugiej unikatowy sposób punktowania za zebrane warzywa (łącznie 108 różnych sposobów punktowania).
W grze dla sześciu graczy biorą udział wszystkie karty - 108 sztuk, 6 warzyw, 18 sztuk z każdego.

Interesują mnie dwa aspekty - ile jest potencjalnych zbiorów kart gdy dobieramy 36 kart ze 108 (6 zbiorów po 6 kart z dostępnych 18 elementów)? I ile jest potencjalnych kombinacji warzyw/kart punktujących na koniec gry, w rozgrywce dla dwóch i dla sześciu graczy?

Jeśli mogę coś dopowiedzieć - mówcie :) Wydaje mi się, że rzecz nie jest łatwa do policzenia, ale zdecydowanie możliwa - jak sądzę, wartości będą nieco kosmiczne :)

PS. Zadanie dodatkowo komplikuje fakt, że gracz może w swoim ruchu odwrócić kartę punktującą i zamienić ją na warzywo - tego nie musimy uwzględniać w wyliczeniu ;) Natomiast dla uproszczenia możemy przyjąć, że każdy gracz w trakcie gry dobiera tyle samo kart warzyw i punktacji - powiedzmy 12 kart warzyw i 6 kart punktacji? Żeby było ładnie i prosto?
Awatar użytkownika
BartP
Administrator
Posty: 4719
Rejestracja: 09 lis 2010, 12:34
Lokalizacja: Gdynia
Has thanked: 383 times
Been thanked: 885 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: BartP »

Jeśli każdy gracz dobiera 6 kart punktacji w grze, a, ogólnie rzecz biorąc, pula kart to 108, to dla prawdopodobieństwa nie ma znaczenia, czy wcześniej odłożyliśmy na boczek 36 kart i w jakiej kolejności je braliśmy.
Morał z tego taki, że możliwych sposobów punktacji w kontekście jednego gracza to (kombinacja 6 ze 108), czyli 1 913 554 188.
Na dwóch graczy jak grasz, to nadal przed sobą możesz zobaczyć 1 913 554 188 kombinacji punktujących, ale w kontekście dwóch graczy liczba możliwych 12 kombinacji kart punktacji widocznych na stole to (kombinacja 12 ze 108), czyli 2 788 629 694 000 605.

Zadanie byłoby trudniejsze, gdyby gracze dobierali np. 7 kart punktujących, bo wtedy już należałoby odrzucić wszystkie kombinacje, w których wyszło nam siedem tych samych warzyw na dwie osoby, bo ustaliliśmy, że na dwójkę tylko sześć danego typu wchodzi do gry.
Awatar użytkownika
donmakaron
Posty: 3523
Rejestracja: 16 kwie 2009, 09:33
Has thanked: 198 times
Been thanked: 646 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: donmakaron »

Propi pisze: 17 lis 2020, 11:01 To zabrzmiało jak typowe Explain Like I'm Five z Reddita - za co również dziękuję, bo tłumaczysz w sposób bardzo obrazowy. Zasadniczo w szkole nie miałem problemów z przedmiotami ścisłymi, ale zawodowo i życiowo poszedłem w stronę humanizmu, więc wypadłem z obiegu ścisłego zupełnie. Twój post przypomniał mi dlaczego kiedyś tak lubiłem przedmioty jak matematyka, fizyka i później logika - bardzo dziękuję, rozgrzałeś mi zarówno umysł, jak i serce ;)
Miło mi to słyszeć (choć jako redditowy ignorant czytając "zabrzmiało jak typowe explain like I'm five" pomyślałem w pierwszej chwili, że zarzuca mi się protekcjonalność :P). Sam również sobie musiałem trochę sprawy przypomnieć. Sama matematyka za to przez wielu uważana jest za dziedzinę jak najbardziej humanistyczną :)
Awatar użytkownika
Propi
Posty: 1149
Rejestracja: 04 sty 2019, 19:06
Has thanked: 503 times
Been thanked: 333 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: Propi »

BartP pisze: 17 lis 2020, 11:31 Jeśli każdy gracz dobiera 6 kart punktacji w grze, a, ogólnie rzecz biorąc, pula kart to 108, to dla prawdopodobieństwa nie ma znaczenia, czy wcześniej odłożyliśmy na boczek 36 kart i w jakiej kolejności je braliśmy.
Morał z tego taki, że możliwych sposobów punktacji w kontekście jednego gracza to (kombinacja 6 ze 108), czyli 1 913 554 188.
Na dwóch graczy jak grasz, to nadal przed sobą możesz zobaczyć 1 913 554 188 kombinacji punktujących, ale w kontekście dwóch graczy liczba możliwych 12 kombinacji kart punktacji widocznych na stole to (kombinacja 12 ze 108), czyli 2 788 629 694 000 605.

Zadanie byłoby trudniejsze, gdyby gracze dobierali np. 7 kart punktujących, bo wtedy już należałoby odrzucić wszystkie kombinacje, w których wyszło nam siedem tych samych warzyw na dwie osoby, bo ustaliliśmy, że na dwójkę tylko sześć danego typu wchodzi do gry.
Czyli można spokojnie założyć, że nawet używając w kółko tych samych 36 kart do partii dwuosobowej trudno będzie zagrać dwa razy tę samą partię. Ale że to pójdzie w miliardy i [sprawdza nazwę liczby z 15 zerami...] biliardy to bym się nie spodziewał. A to niby taka prosta i niezobowiązująca gierka!

Jestem też trochę zdziwiony, że nie ma znaczenia fakt odłożenia kart z większej puli, ale faktycznie ma to sens. Człowiek jednak uczy się na forum zupełnie nieprawdopodobnych rzeczy - i o sobie i o świecie :)

Bardzo dziękuję za wyliczenia - chwilowo chyba nie mam innych gier, które by mnie frapowały, ale zachęcam innych do korzystania z wątku :)
Awatar użytkownika
Propi
Posty: 1149
Rejestracja: 04 sty 2019, 19:06
Has thanked: 503 times
Been thanked: 333 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: Propi »

donmakaron pisze: 17 lis 2020, 12:58 Miło mi to słyszeć (choć jako redditowy ignorant czytając "zabrzmiało jak typowe explain like I'm five" pomyślałem w pierwszej chwili, że zarzuca mi się protekcjonalność :P). Sam również sobie musiałem trochę sprawy przypomnieć. Sama matematyka za to przez wielu uważana jest za dziedzinę jak najbardziej humanistyczną :)
ELI5 to bardzo pożyteczny dział, który z grubsza służy maksymalnemu upraszczaniu spraw zupełnie skomplikowanych - polecam lekturę, bo czyta się to jak ongiś magazyn Focus. Fascynująca i pouczająca lektura. Mógłbyś się tam odnaleźć :)
Awatar użytkownika
donmakaron
Posty: 3523
Rejestracja: 16 kwie 2009, 09:33
Has thanked: 198 times
Been thanked: 646 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: donmakaron »

Mało kiedy same gry wspominają o takich sprawach, ale ostatnio lecimy przez Załogę i jest tam w instrukcji zanęcone, że:
W rozgrywce na czterech graczy, sama pierwsza misja niesie ze sobą ponad 42 tryliony wariantów, w jakich karty mogą zostać rozdane, a w przypadku kolejnych ta liczba jest jeszcze większa.
Fajna ciekawostka odnośnie gry, a i może zainteresuje kogoś obliczeniem dokładnej liczby ;)
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

Wracając do gry Troyes - ponieważ w Troyes nie grałem, więc chciałbym się upewnić, co do zasad wykładania kart. Z instrukcji wynika, że karty mają oznaczenia I, II i III, określające rundę, w której mają się pojawić. Z tego by wynikało, że nie losujemy 3 kart z 9, tylko trzy razy po jednej karcie z trzech. Gdyby tak było, to model kombinatoryczny byłby inny, niż podał dannte.
Awatar użytkownika
BartP
Administrator
Posty: 4719
Rejestracja: 09 lis 2010, 12:34
Lokalizacja: Gdynia
Has thanked: 383 times
Been thanked: 885 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: BartP »

Propi pisze: 17 lis 2020, 13:06 Czyli można spokojnie założyć, że nawet używając w kółko tych samych 36 kart do partii dwuosobowej trudno będzie zagrać dwa razy tę samą partię. Ale że to pójdzie w miliardy i [sprawdza nazwę liczby z 15 zerami...] biliardy to bym się nie spodziewał. A to niby taka prosta i niezobowiązująca gierka!

Jestem też trochę zdziwiony, że nie ma znaczenia fakt odłożenia kart z większej puli, ale faktycznie ma to sens. Człowiek jednak uczy się na forum zupełnie nieprawdopodobnych rzeczy - i o sobie i o świecie :)

Bardzo dziękuję za wyliczenia - chwilowo chyba nie mam innych gier, które by mnie frapowały, ale zachęcam innych do korzystania z wątku :)
Jeśli odłożysz na bok 36 kart i będziesz tylko je młócił, to z perspektywy jednego gracza możesz zobaczyć przed sobą tylko 1 947 792 (prawie 2 miliony) kombinacji kart punktujących (zakładając, że 6 przeznaczasz na ten cel). Moje wyliczenia zakładały, że przed każdą grą na nowo wybierasz te 36 kart, oczywiście losowo; dopiero wtedy zobaczysz niemal 2 miliardy kombinacji.

Zmieniając z lekka temat, wg mnie ta ogromna liczba kombinacji przekłada się jedynie na pozorną regrywalność. Tak na dobrą sprawę kolejne gry są do siebie z grubsza podobne ;]. To nie jest gra, która ma różne strategie, teorie otwarć, kombosy czy co tam. Raczej lekka karcianka z taktyczno-strategicznym zbieraniem zestawów.
Awatar użytkownika
Propi
Posty: 1149
Rejestracja: 04 sty 2019, 19:06
Has thanked: 503 times
Been thanked: 333 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: Propi »

BartP pisze: 17 lis 2020, 15:08 Zmieniając z lekka temat, wg mnie ta ogromna liczba kombinacji przekłada się jedynie na pozorną regrywalność. Tak na dobrą sprawę kolejne gry są do siebie z grubsza podobne ;]. To nie jest gra, która ma różne strategie, teorie otwarć, kombosy czy co tam. Raczej lekka karcianka z taktyczno-strategicznym zbieraniem zestawów.
Nie no, ja absolutnie nie liczyłem, że od tej liczby kombinacji gra się lepiej czy ciekawiej - gra ma swoje ograniczenia i nawet przy astronomicznej liczbie rozdań to duża część z nich (np. te różniące się jedną kartą) w odczuciu jest dokładnie taka sama. Zresztą, gra to tylko prosty - choć przyjemny - filler, więc nie ma się co rozwodzić nad jego przewagą (pozorną!) nad Troyes. Zafascynowały mnie jednak liczby i oto jesteśmy ;)
MichalStajszczak pisze: 17 lis 2020, 14:45 Wracając do gry Troyes - ponieważ w Troyes nie grałem, więc chciałbym się upewnić, co do zasad wykładania kart. Z instrukcji wynika, że karty mają oznaczenia I, II i III, określające rundę, w której mają się pojawić. Z tego by wynikało, że nie losujemy 3 kart z 9, tylko trzy razy po jednej karcie z trzech. Gdyby tak było, to model kombinatoryczny byłby inny, niż podał dannte.
Tak, masz absolutną rację. Czyli to nie byłoby 9 silnia, tylko trzy razy po 3 silnia? Czyli pewnie znacznie mniej kombinacji?
Awatar użytkownika
donmakaron
Posty: 3523
Rejestracja: 16 kwie 2009, 09:33
Has thanked: 198 times
Been thanked: 646 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: donmakaron »

Wychodzi nam w takim razie 3!/(1!(3-1)!) ale za to do potęgi 9 (losujemy 3 razy po 1 z 3 w każdym z trzech kolorów, razem 9 razy), czyli 19 683.
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

Pozostaje jeszcze kwestia kart bonusowych. Z opisu na bgg można wnioskować, że w każdej rundzie dochodzi jedna karta, za każdym razem w innym kolorze. Mamy więc w każdej rundzie nie 27 tylko 36 możliwych układów kart, a w całej grze, zamiast 27^3=19683, mamy tych układów 36^3=46656
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

To teraz o sałatce warzywnej. Jeżeli każda ze 108 kart punktacji jest inna, to sprawa jest prosta - liczy się ze wzoru na kombinację. Trudniejsza sprawa jest z warzywami, bo tu mamy do czynienia z kombinacjami z powtórzeniami. Jedną kartę można oczywiście wybrać na 6 sposobów, bo jest 6 różnych warzyw, ale 2 karty na 21, 3 na 56, 4 na 126, 5 na 252, a 6 na 462 sposoby. Przy 7 kartach liczba sposobów może być różna, bo zależy to liczby kart każdego rodzaju, używanych w grze.
dannte
Posty: 726
Rejestracja: 15 paź 2018, 21:52
Lokalizacja: Elbląg
Has thanked: 103 times
Been thanked: 420 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: dannte »

Co do Troyes, Panowie wyżej mają całkowitą rację!

Co do Sałatki, to rzeczywiście jest to trudne zagadnienie!
Ale spróbujmy.

Mam nadzieję, że nie pomyliłem reguł, bo posiłkowałem się tym: https://www.youtube.com/watch?v=jB_56quRmWI

I, o ile się nie mylę: to mamy do dyspozycji 6 kart warzyw (reszta to karty przepisów) - co turę gracze na zmianę dobierają 2 warzywa albo 1 kartę punktującą. Karty punktów nigdy się nie wyczerpują, chyba że dojdzie do momentu, gdy na stole pozostanie 5-6 kart - wtedy pozostają tylko warzywa. Ok, sprawdziłem też spisane reguły, bez obaw :)

Dla uproszczenia rozważmy rozgrywkę na 2 graczy.

Najmniejsza teoretyczna liczba kart jaką może zdobyć gracz to 12, największa to 24.
Natomiast gdy w grze pozostanie 5-6 kart, to każda z nich będzie obrócona na stronę warzywa, to powoduje, że najmniejszą liczbą kart, jaką zdobędzie gracz jest:
14 w przypadku gracza rozpoczynającego
12 w przypadku gracza drugiego.

Oczywiście są to przypadki skrajne, bo zakładają, że przeciwnik (ten co zebrał więcej kart) brał tylko warzywa, więc dostanie 0 punktów, dlatego musimy rozważyć przypadek, gdzie obaj gracze zbierają przynajmniej jedną kartę punktującą;
I tutaj bez względu na to, który gracz zaczynał, wychodzi wtedy, że można zebrać między 13, a 23 kartami.

Inny przypadek skrajny jest taki, że obaj gracze dobierają tylko karty punktów, czyli największa możliwa liczba kart punktów na gracza wynosi 18.


Rozważamy karty każdego z gracza jako osobny zbiór - każdy zbiór składa się z X przepisów i N-X warzyw, gdzie przepisy są unikatowe, a warzywa się powtarzają (jak słusznie zauważył wyżej Michał).
Rozważanie wszystkich możliwych kombinacji byłoby karkołomne i łatwiej to zrobić numerycznie, dlatego przy podejściu analitycznym, trzeba ten problem przedstawić inaczej:
Z racji tego, że kolejność kart nie ma znaczenia, ustawiamy je w jednym rzędzie. Każdej z kart przypisujemy indeks od 1 do 36 i będziemy indeksom przypisywali gracza + stan (warzywo/punkty) - w związku z tym każda z tych kart trafi albo do gracza A, albo do gracza B (bo wszystkie karty zawsze zostaną rozdane między graczy), z zastrzeżeniem, że do jednego gracza nie może trafić mniej niż 13 kart.

Biorąc te założenia pod uwagę dostajemy wszystkie możliwe przyporządkowania kart jako: (kombinacja 13 z 36) * (kombinacja 13 z 23) * (2^10) (pozostałe 10 kart są po prostu przydzielane graczowi A lub graczowi B).
Następnie, każda karta może pojawić się stroną warzywa ku górze lub stroną punktową: to liczymy najprościej jak się da, czyli 2^36.

I tutaj pojawiają się dwa problemy:
1) w pewnych przypadkach różne karty przepisów pokażą to samo warzywo, gdy je obrócimy. Czyli część kombinacji jest tylko pozornie unikatowa (ale nie jest to trywialne), i tutaj kończy się kombinatoryka, a spróbujemy posłużyć się prawdopodobieństwem.
Obliczmy szansę na pojawienie się unikatowego zestawu. Założenie jest takie, że przynajmniej ten gracz, który ma mniej kart z jednego koloru (czyli 0, 1, 2 albo 3) musi mieć je wszystkie pod postacią punktową. Szansa ta wynosi: (1+1/2+1/4+1/4+1/2+1)/6 czyli 7/12. Dla każdego koloru jednocześnie wynosi więc (7/12)^6.
Spoiler:
2) podczas uproszczenia, przy obliczeniu 2^36 nie wzięliśmy pod uwagę tego, że jeden gracz nie może mieć więcej niż 18 kart punktujących oraz że nie ma sensu mieć tylko samych warzyw, w związku z tym znów posłużymy się probabilistyką. Czyli liczymy tę szansę, to powinno być proste: (i tutaj już mój mózg nie wytrzymał, już nic mi więcej do głowy nie przychodzi, ale coś mi świta, że prawdopodobieństwo geometryczne się tu przyda). Może ktoś przejąć pałeczkę...

Jest też szansa, że gdzieś coś zgubiłem, ale zabawy miałem co niemiara więc dziękuję za fajną zagadkę :)

Do tej pory wyszło mi https://www.wolframalpha.com/input/?i=C ... 2C6%29%5E6
(na końcu mnożę całość przez możliwe zestawy 36 kart ze 108, ale to też generuje możliwe duplikaty, więc psuje to cały ten wywód).

Wychodzi duża liczba, jestem ciekaw czy szansa z punktu drugiego powyżej mocno zmniejszy tę wartość?
Ok, to jakie jest prawidłowe rozwiązanie tej zagadki? 42?

PS: Chciałem tylko jeszcze wrzucić inną grę, która mi się z tym wątkiem skojarzyła: Dobble. Magicznym jest dla mnie to, że gra składa się z 55 kart, na każdej z nich jest 8 różnych symboli, wybranych z puli 50 wszystkich symboli. I pomiędzy dowolną parą kart jest dokładnie jeden wspólny symbol. Piękne po prostu :)

PS2: Pamiętam, że czytałem też kiedyś jakiś artykuł na BGG nt. matematyki w Fasolkach (oryginalnie Bohnanza). Ale to były już jakieś zaawansowane rozważania, nic z tego nie pamiętam.

Ok, dobranoc!
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

dannte pisze: 18 lis 2020, 00:01 Chciałem tylko jeszcze wrzucić inną grę, która mi się z tym wątkiem skojarzyła: Dobble. Magicznym jest dla mnie to, że gra składa się z 55 kart, na każdej z nich jest 8 różnych symboli, wybranych z puli 50 wszystkich symboli. I pomiędzy dowolną parą kart jest dokładnie jeden wspólny symbol. Piękne po prostu
Kart jest 55, choć powinno być tyle, co symboli czyli 57. Jak chcesz się dowiedzieć więcej na temat matematyki w Dobble, to możesz przeczytać mój artykuł albo bardziej naukowy tekst z miesięcznika Delta
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

donmakaron pisze: 17 lis 2020, 13:11 Mało kiedy same gry wspominają o takich sprawach, ale ostatnio lecimy przez Załogę i jest tam w instrukcji zanęcone, że:
W rozgrywce na czterech graczy, sama pierwsza misja niesie ze sobą ponad 42 tryliony wariantów, w jakich karty mogą zostać rozdane, a w przypadku kolejnych ta liczba jest jeszcze większa.
Fajna ciekawostka odnośnie gry, a i może zainteresuje kogoś obliczeniem dokładnej liczby ;)
Dokładną liczbę obliczyć zapewne można, ale do tego jest potrzebne trochę informacji. Np. z ilu kart ile się losuje i czy ma znaczenie kolejność losowania.
Awatar użytkownika
donmakaron
Posty: 3523
Rejestracja: 16 kwie 2009, 09:33
Has thanked: 198 times
Been thanked: 646 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: donmakaron »

Tu już ktoś popełnia błąd. Instrukcja wspomina o pierwszym scenariuszu w wariancie czteroosobowym, czyli rozdaniu na czterech graczy wszystkich 40 kart i wylosowaniu jednego z pośród 36 zadań.
Po 10 z 40 na 4 graczy liczę 4 705 360 871 073 570 000 000, razy 1 z 36 będzie 169 392 991 358 649 000 000 000.

Albo spiesząc się robię gdzieś błąd, albo instrukcja - choć nie kłamie - podaje liczbę nawet nie zbliżoną do właściwej (albo i ja i instrukcja strzelamy byka ;) )

Nie wspominając o tym, że oryginalna Niemiecka instrukcja podaje über 42 Trilliarden Möglichkeiten, polska ponad 42 tryliony wariantów, a angielska znów over 42 trillion possible ways that the cards can be distributed, a wiec żadna nie podaje tej samej wartości ¯\_(ツ)_/¯
Awatar użytkownika
MichalStajszczak
Posty: 9430
Rejestracja: 31 sty 2005, 19:42
Lokalizacja: Warszawa
Has thanked: 506 times
Been thanked: 1443 times
Kontakt:

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: MichalStajszczak »

Przypuszczam, że te 42 tryliardy to wynik mnożenia 9 (bo karty mają 9 różnych wartości) przez liczbę możliwych układów 10 kart u 4 graczy, którą to liczbę, wynikającą ze wzoru 40!/(10!)^4, podał donmakaron. Bo faktycznie wychodzi 42 348 trylionów czyli ponad 42 tryliardy. Myślę, że najbardziej wiarygodny jest niemiecki oryginał, a polski i angielski tłumacz nie znali pojęcia tryliard i stąd u nich tryliony.
Awatar użytkownika
Propi
Posty: 1149
Rejestracja: 04 sty 2019, 19:06
Has thanked: 503 times
Been thanked: 333 times

Re: Matematyka gier - kombinacje i probabilistyka

Post autor: Propi »

dannte pisze: 18 lis 2020, 00:01 Co do Sałatki, to rzeczywiście jest to trudne zagadnienie!
Ale spróbujmy.
Spoiler:
Na kruka Odyna! Zbladłem widząc ilość tekstu, ale gdy juz się wgryzłem to całość ma sens nawet dla laika i czuję się doinformowany w stu procentach :) Wyłożona w taki sposób ta wiedza ma naprawdę, naprawdę przyjemny wydźwięk. Dziwię się, że autorzy gier nie publikują - może w skrótej wersji ;) - podobnych rozważań w instrukcjach, przecież to od razu rzuca zupełnie inne, fascynujące światło nie tylko na sposób jej powstawania, ale i na samą grę! Może jest w tym dla Ciebie nisza na rynku? :)
ODPOWIEDZ