04.装备升级宝石数期望

腾讯:
将装备从N级升级至N+1级时需要2N-1个宝石,但成功率为1/N。失败时有两种可能:保持等级不变或降低一级,这两者的概率是一致的。

升级 宝石数 成功率 保级率 降级率
1 - 2 1 100% 0% 0%
2 - 3 2 50% 25% 25%
3 - 4 4 25% 37.5% 37.5%
4 - 5 8 12.5% 43.75% 43.75%

求将装备从1级升至5级平均消耗多少宝石?
设f(m,n)为将装备从m级升级至n级需要的宝石数

f(1,5) = 1 + f(2,5);
f(2,5) = 2 + f(3,5)/2 + f(2,5)/4 + f(1,5)/4;
f(3,5) = 4 + f(4,5)/4 + f(3,5)*3/8 + f(2,5)*3/8;
f(4,5) = 8 + f(5,5)/8 + f(4,5)*7/16 + f(3,5)*7/16;
f(5,5) = 0;

5个未知数和5个算式,解方程得到(手算未严格验证)
f(1,5) = 222.75 考虑宝石需要取整,故答案应该是223颗


网易:
装备每升级一次消耗1颗宝石,从1级升至5级概率分别为80%,40%,30%,10%,升级失败会掉级,求将装备从1级升至5级平均消耗多少宝石?

升级 宝石数 成功率 降级率
1 - 2 1 80% 0%
2 - 3 1 40% 60%
3 - 4 1 30% 70%
4 - 5 1 10% 90%

与上一题类似
f(1,5) = 1 + f(2,5)*0.8
f(2,5) = 1 + f(3,5)*0.4 + f(1,5)*0.6
f(3,5) = 1 + f(4,5)*0.3 + f(2,5)*0.7
f(4,5) = 1 + f(5,5)*0.1 + f(3,5)*0.9
f(5,5) = 0;
解方程得到结果(手算未严格验证)
f(1,5) = 151.041667 取整为 152颗

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