七圣召唤天守阁触发概率估算及程序模拟

天守阁的触发概率究竟是多少,很少有up主科普,鲜有up主给出了触发概率的结果,但没有任何过程,其可信度未免令人生疑。本文将介绍一种天守阁触发概率的估算方法,然后用程序模拟掷骰子过程,将其得到的结果与估算值进行比较。

对于只想知道程序模拟结果的,可移步至文章结尾

本文研究的是8骰子可重投一次情况下,队伍需要一种/两种有效骰这两种情况时天守阁触发的概率。
一:估算。

先考虑队伍只需要一种有效骰的情况:
假设一:掷出俩万能骰及以上时,天守阁必定触发。
假设二:有效骰出现次数总是出现期望次数次。
(说明:为简化计算,期望次数取近邻整数)
情形1:零万能骰
第一轮骰子期望出现一个有效骰,故二轮共掷出15个骰子,出现无万能骰的概率为(7/8)^15=1/7
第二轮7个骰子再次出现一个有效骰,剩下了6个骰子,如果要不触发天守阁,那么将由最多3种颜色的骰子(不包含万能骰和有效骰)组成,仅考虑三种颜色骰子比为2:2:2和1:2:3的情况,因为一般偏离平衡点越多,出现概率越小,于是总不触发天守阁概率为
(1/7) * A(6,3) * [ C(6,2) * C(4,2) + C(6,1) * C(5,2) ]
/ (6^6)
=5.5%
情形2:一万能骰
同样考虑共掷出15个骰子(14个结果也差不多),出现一万能骰的概率为
C(14,1)*(7/8)^14*(1/8)=2/7
第二轮由两种颜色骰子平分5个位置,仅考虑骰子比为2:3和1:4的情况,不触发天守阁的概率为
(2/7) * A(6,2) * [ C(5,2) + C(5,1) ]
/ (6^5)
=1.6%
故对于仅一种有效骰的情形,估算出不触发天守阁的概率为5.5%+1.6%≈7%

再考虑队伍需要两种有效骰的情况:
如果做出与一种有效骰时一样的假设,将会得到非常离谱的结果(大概是5%左右,远远偏离之后程序模拟所得的结果),于是,我们对假设进行一定的修正。
假设一:掷出俩万能骰及以上时,天守阁必定触发。
(说明:和一种有效骰时相同。)
假设二:仅其中一种固定的有效骰骰子总是投出期望次次数。
(说明:计该有效骰为有效骰1,另一种有效骰为有效骰2)
情形1:零万能骰。概率为1/7
此情形下分为子情形:
子情形1:有效骰2次数为0,概率为C(14,0)*(7/8)^14=1/7
子情形2:有效骰2次数为1,概率为C(14,1)*(7/8)^13*(1/8)=1/3
子情形3:有效骰2次数为2,概率为C(14,2)*(7/8)^12*(1/8)^2=1/3
子情形4:有效骰2次数为3,概率为C(14,3)*(7/8)^11*(1/8)^3=1/7
子情形5:有效骰2次数为4,概率为C(14,4)*(7/8)^10*(1/8)^4=1/18
其它子情形不考虑
五种子情形下,不触发天守阁的概率分别为
8.2%,4.8%,10.6%,6.8%,8.8%
总概率和为39.2%,实际上,除去子情形5,总概率为31.4%,约等于10.6%*3,也就是说,对于未用子情形修正的情况,实际是漏算了有效骰次数为4这种小概率事件(但如果该事件一旦发生,出现不触发天守阁概率极高),该小概率事情有足够的观测效应。
情形2:1万能骰,概率为1/3
分为子情形:
子情形1:有效骰2次数为0,概率约为C(13,0)*(7/8)^13=1/6
子情形2:有效骰2次数为1,概率约为C(13,1)*(7/8)^12*(1/8)=1/3
子情形3:有效骰2次数为2,概率约为C(13,2)*(7/8)^11*(1/8)^2=1/3
子情形4:有效骰2次数为3,概率约为C(13,3)*(7/8)^10*(1/8)^3=1/7
子情形5:有效骰2次数为4,概率约为C(13,4)*(7/8)^9*(1/8)^4=1/20
五种子情形下,不触发天守阁的概率分别为
2.4%,0.26%,1.3%,2.9%,4%
不触发天守阁概率总和为10.86%,远大于1.3%*3,且主要贡献在小概率事件的子情形“4”和“5”处,这说明,对于难以发生的事件,用期望值进行估计会导致波动变得平缓,从而导致估计值降低。
对于两种情形,计算出的总不触发天守阁概率为40%/7+10%/3=9%
二:程序模拟。

用C++进行编程模拟。
对于单有效骰,代码如下(不敢兴趣的可跳过代码部分,代码后面有运行结果的截图):
结果我截了一张图:

同样的,对于双有效骰,稍微改几个参数就行:
运行出的结果也截了一张图:

三:总结。
对于8骰子仅可重投1次的情形:
单有效骰天守阁触发概率:(对应单人站场或不切人情况)
估算值:93%
程序模拟值:90.0%
双有效骰天守阁触发概率:(对应多人放技能情况)
估算值:91%
程序模拟值:86.4%
(估算的结果只能说差强人意,如果有更好的估算方法,欢迎指出。)