
问题描述及结论
以 煤炭 为例,计算最低 储量 需求
以 单极磁石 为例,计算最低 矿物利用 等级
公式的推导过程
在游玩0.1倍资源时,我们常常会担心一个问题:全星系资源储量是否能支撑资源达到无限?
同时衍生出的另一个问题是:对于非常稀有的珍奇矿物,应该至少达到多少级矿物利用后才能开采?
经过数学推导,上面两个问题都可以用如下的不等式解答:
M*q^n + p(n-5) - p^2 > 0
其中:
M 为 宇宙原矿储量 ÷ 每3200白糖所需的该种矿物量(原矿指计算矿物利用前,即星图中直接看到的储量;每3200白糖所需可以用戴森球量化计算器,根据自己的产线增产情况计算)
n 为 当前矿物利用等级(n>=5,前5级的消耗未纳入计算)
q 为 1/0.94,即每级矿物利用产生的增长系数。
p 为 q/(1-q) = -1/0.06,只是为了简化表达式所用。
M 和 n 是两个未知数,只要知道其一就可以求另一个。下面两节将通过实际例子说明,如何通过上述不等式进行具体计算。
首先我们使用量化计算器,添加需求为白糖3200/min。
以煤炭及其产物全增产为例,其他可能用到煤炭的产线设置如下:直接开采有机晶体;使用光栅石制作卡晶;使用石墨合成金刚石;使用可燃冰生产石墨烯;增产剂MK3自喷涂,不勾选外部输入增产剂;有机晶体、光栅石及其后续产物喷涂增产剂。
具体设置如下图所示,与煤炭无关的物品已排除计算

可以得知:每3200白糖需要18740.45煤炭。
假设我们从5级矿物利用开始研究,将 n=5 代入不等式:
M*q^5 + p*(5-5) - p^2 > 0
M > p^2 / q^5 ≈ 203.86
即 全星系煤炭储量 为 每3200白糖所需煤炭 的 203.86倍 时,煤炭可以达到无限。
因此,所需最低煤炭储量为 18740.45*203.86 = 382.05 万
(思考题:本例计算中遗漏了一项煤炭消耗,你发现了吗?)
使用量化计算器,将磁石及其产物喷涂增产剂,结果如下:

每3200白糖消耗10485.76磁石,因此 M = 250000/10485.76 = 23.84
代入不等式可得:
23.84*q^n + p*(n-5) - p^2 > 0
很可惜,这是一个超越方程,使用 MATLAB 求得数值解为 m > 64.17
即至少要有65级矿物利用才能保证单极磁石储量达到无限。
我们也可以通过查表法,来反算矿物储量对应的矿物利用等级。以下给出了从不同等级 n 开始使用矿物,需求的 M 的最小值:
M = ( p^2 - p*(n-5) ) / q^n

查表得知,M = 23.84 位于 n = 64~66 之间,再使用计算器计算 n = 65 即可得到结果。
将 M 和 n 绘制为曲线如下:

从这张图上获得的信息留给读者自己思考。
