数学模型与数学建模“ 田忌赛马” 的故事一、展示材料 战国时代,齐王与大将田忌赛马
规则如下:双方各出三匹马,一对一共比赛三场,每场的输者要给赢者铜一千斤
齐王的三匹马和田忌的三匹马按实力强弱都可分为上、中、下三等
齐王的上、中、下三匹马分别比田忌的上、中、下三匹马略强一些
每次比赛用同等级的马对抗 3 局,田忌就要输 3 局,输掉三千斤铜
后来,田忌手下的谋士、著名的军事家孙膑给田忌出了一个主意:让田忌用他的下等马与齐威王的上等马比赛,他的上等马与齐威王的中等马比赛,用中等马与齐威王的下等马比赛
这样虽然第一场田忌必输无疑,但是却可以赢后面两场,从而二胜一负,田忌赢了齐威王铜一千斤
二、材料初步分析 齐威王将自己置于十分不公平的位置上,自恃强大,每次都先出马,才给了田忌可趁之机
公平的竞赛规则应该是这样的:每个人都可以按照自己的意愿决定出马顺序,且每场比赛出马的决策应该是同时做出的
倘若这样比赛的话结果会是如何呢
我们用学过的概率论的知识来分析一下这个问题
三、问题探究问题一:若只进行一场比赛,也就是齐威王和田忌都只从自己的三匹马中随机选择一匹进行比赛
那么齐威王获胜的机会怎样
当然,倘若齐威王一直只出上等马,那么田忌永远都没有机会
所以这里“随机”很重要
为了研究方便,我们必须先给出几个设定 :设定 1 :齐王和田忌选择哪一匹马是随机的,事先谁也不知道到底会出哪匹马;设定 2 :上、中、下三种马分别用字母 a 、 b 、 c 表示;设定 3 :齐王每场赢得 1 分,输得 0 分
根据两人出马的各种情形我们可以列出下表:(表中数据是齐威王的得分) 齐威王出的马abc田忌出的马a100b110c111 上述 3×3=9 种情况是等可能的,每种情况出现的概率都是 1/9
故齐威王获胜的概率为 6/9=2/3
列出齐王的得分的分布列:01P1/32/3齐威王得分的数