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回复:[bs学期刊] 关于复活类装备的概率学模型——以1+9洛德战为例

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接着我们再回到第二步,来看看当面对4龙戒将会出现的3次、甚至任意高次的情况下,有没有什么通用解法。
我们先重新仔细看一下3龙戒时做的第一次错位相减:

不难发现这里的n-1项都是通过了一个平方差的相减,成功实现了降次,将n^2降成了2n-1。

不仅如此,这样的降次不仅是对于最高次项成立,对于多项式的每一项都是成立的,也就是说我们没必要像之前在3龙戒时展示的那样把2次项和1次项与常数项分开来算。每进行一次错位相减,所有项的次数都会-1,常数项直接舍去,也就是从求k次k+1项变为求k-1次k项的子问题。

如此反复做错位相减,直到多项式变为0次1项,也就是一个常数项,此时该数列便是等比数列,直接套公式求和,然后一路把结果反带回去即可。
那么这样看下来,如果最初的数列分子是k次的多项式,就要做k次错位相减,最后求出等比,再做k次反代,便能回推出最终的答案了。
如果是学过计算机的同学也应该看出来了,这个算法是有明显的递归的痕迹在里面的,也就是说可以轻松写出对应的程序对高次情况进行求解。先前也提到了,分子只有2次的情况如果手算也已经要算小半张草稿纸了,更高次的情况显然是不能手算。而既然已经确保有计算机的算法支持,那么此解法在任意高次的情况也是可以应用上去的,其作为通解的可行性至此说明完毕。


IP属地:北京26楼2024-03-30 17:48
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    至此我们进行一下阶段性的总结:
    先前我们提出的3步里
    1. 计算P{Xi=n}
    2. 令an=P{Xi=n},计算此数列的前n项和Sn
    3. P{Xi>=n} = 1-Sn-1
    其中,第三步是一个简单的代入,而第二步也已经提出了一种可以求解任意高次情况的手算/计算机算法。现在,只剩下第一步中还需要往任意高次的情况进行推广。下面会以4龙戒的情况为例提出第一步是如何推广的


    IP属地:北京27楼2024-03-30 17:52
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      同样的,这依然是一个以1为分割的01序列,4龙戒的情况就是分为4段也就是3个枚举点3层sigma,如下:

      到此为止看上去还没什么,但继续化下去看看:

      可以看到在去掉第二个sigma的时候,再次出现了熟悉的高次多项式。实际上也可以看出:每去一层sigma,次数都会+1。从上图第二行关于k的0次式,到第3行关于j的1次式,再到第5行关于i的2次式。可想而知如果往更多龙戒的情况推广下去,sigma会继续嵌套更多层,而去嵌套的过程中也会出现更高次的多项式。


      IP属地:北京30楼2024-03-31 13:55
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        我们先来看这个二次式。还是老样子一项一项分开来看,常数项和一次项也都是先前就碰到过的子问题就不多说了,直接来看二次项。
        略去多项式系数,简化一下sigma的部分,那么就是要算这个问题:

        这就是个an=n^2的平方数列求和,有公式,高三应该都背过()

        当然,会背≠会推导,这里直接放一个随手找来的参考文献:https://blog.csdn.net/qq_41437512/article/details/109012449
        里边有2次数列求和以及3次数列求和的推导。简单地总结一下就是:2次求和能用立方差推导出来,3次求和能用4次方差+已推导出的二次求和公式推导出来。我们可以继续类比下去,4次求和公式可以由5次方差+三次求和+二次求和推出,这样递推下去,任意高次的求和公式都是能推导出来的。
        不过当回到4龙戒这里继续算的时候出了一点小小的问题:

        总之我到这步之后不是很想算下去了😋。既然已经说明过了任意高次的递推算法了,求解的可行性是已经展示完毕了。4龙戒情况下最后的公式就等有缘人去推导吧()


        IP属地:北京31楼2024-03-31 15:04
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          **结论**
          本贴着重讲解了只带龙守、龙守与复活甲配合的两个模型与公式推导。考虑到有应用场景的基本上只有2龙守,公式推导只到3龙守为止,但为表严谨也提出了能推广至任意多个龙守的推导方法。
          下面为了嫌“太长不看”的各位,将化简后的一部分公式总结于此:

          虽然第二个公式里还是有个没化掉的sigma,不过因为n不会太大,直接敲两下计算器就能搞定了。
          另附上一个使用例好了,就比如王佬在17楼说的那个90%,就是代入i=2, n=7,敲下计算器就是
          至此本贴结束。


          IP属地:北京32楼2024-03-31 17:48
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            是的孩子们,我又回来了。
            主要是前两天吃饭的时候脑袋一拍换了个角度想了些抽象的玩意儿,然后又有了点新的想法。主要的一点就是,n i 实际上都不会很大,所以如果只考虑应用的话可能并不需要在把分子的那个i项式化简开来。
            所以这里再补上两个结论:

            k不会很大,所以第二个式子的sigma没太大必要化成关于n的多项式,直接代入敲计算器就行了


            IP属地:北京33楼2024-04-05 12:39
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              虽说 n k 不大可以直接代,但出于兴趣我还是尝试着把sigma化开来试试。但碍于知识储备不够,这两天看了几篇组合数学等等的资料研究了下也没什么很好的想法。就结论而言,如果试图给分子多项式的系数写个通式的话,应该始终避免不了递推或者求和之类的需要计算机参与的算法。
              这里我放一下一个中道崩殂但看起来最有希望的解法:
              将分子k项式的系数记为一个列向量X,则需要求解一个线性方程组AX=b
              其中系数矩阵A为

              光看这个矩阵还是挺舒服的,但右边的那个向量b就比较麻烦了,它的值得靠一个二维的递推式得到:

              这个递推式看起来已经很简洁了,但我不知道有什么方法能求出其通项表达式,总之先放在这里等一个数学大佬吧


              IP属地:北京34楼2024-04-05 12:54
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