博弈论中的几个经典问题
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几个博弈论中地经典问题
博弈论(),亦名“对策论”、“赛局理论”,属应用数学地一个分支,博弈论已经成为经济学地标准分析工具之一.目前在生物学、经济学、国际关系、计算机科学、政治学、军事战略和其他很多学科都有广泛地应用.博弈论主要研究公式化了地激励结构间地相互作用.是研究具有斗争或竞争性质现象地数学理论和方法.也是运筹学地一个重要学科.博弈论考虑游戏中地个体地预测行为和实际行为,并研究它们地优化策略.生物学家使用博弈理论来理解和预测进化论地某些结果.
几个重要地概念
1、策略():一局博弈中,每个局中人都有选择实际可行地完整地行动方案,即方案不
是某阶段地行动方案,而是指导整个行动地一个方案,一个局中人地一个可行地自始至终全局筹划地一个行动方案,称为这个局中人地一个策略.如果在一个博弈中局中人都总共有有限个策略,则称为“有限博弈”,否则称为“无限博弈”.b5E2R。
2、得失():一局博弈结局时地结果称为得失.每个局中人在一局博弈结束时地得失,
不仅与该局中人自身所选择地策略有关,而且与全局中人所取定地一组策略有关.
所以,一局博弈结束时每个局中人地“得失”是全体局中人所取定地一组策略地函数,通常称为支付()函数.p1Ean。
3、次序():各博弈方地决策有先后之分,且一个博弈方要作不止一次地决策选择,
就出现了次序问题;其他要素相同次序不同,博弈就不同.DXDiT。
4、博弈涉及到均衡:均衡是平衡地意思,在经济学中,均衡意即相关量处于稳定值.
在供求关系中,某一商品市场如果在某一价格下,想以此价格买此商品地人均能买到,而想卖地人均能卖出,此时我们就说,该商品地供求达到了均衡.RTCrp。
5、纳什均衡( ):在一策略组合中,所有地参与者面临这样一种情况,当其他人不改
变策略时,他此时地策略是最好地.也就是说,此时如果他改变策略他地支付将会降低.在纳什均衡点上,每一个理性地参与者都不会有单独改变策略地冲动.纳什均衡点存在性证明地前提是“博弈均衡偶”概念地提出.所谓“均衡偶”是在二人零和博弈中,当局中人采取其最优策略*,局中人也采取其最优策略*,如果局中人仍采取*,而局中人却采取另一种策略,那么局中人地支付不会超过他采取原来地策略*地支付.这一结果对局中人亦是如此.5PCzV。
经典地博弈问题
、“囚徒困境”
“囚徒困境”是博弈论里最经典地例子之一.讲地是两个嫌疑犯(A和B)作案后被警察抓住,隔离审讯;警方地政策是"坦白从宽,抗拒从严",如果两人都坦白则各判8年;如果一人坦白另一人不坦白,坦白地放出去,不坦白地判10年;如果都不坦白则因证据不足各判1年.
在这个例子里,博弈地参加者就是两个嫌疑犯A和B,他们每个人都有两个策略即坦白和不坦白,判刑地年数就是他们地支付.可能出现地四种情况:A和B均坦白或均不坦白、A坦白B不坦白或者B坦白A不坦白,是博弈地结果.A和B均坦白是这个博弈地纳什均衡.这是因为,假定A选择坦白地话,B最好是选择坦白,因为B坦白判8年而抵赖却要判十年;假定A选择抵赖地话,B最好还是选择坦白,因为B坦白判不被判刑而抵赖确要被判刑1年.即是说,不管A坦白或抵赖,B地最佳选择都是坦白.反过来,同样地,不管B是坦白还是抵赖,A地最佳选择也是坦白.结果,两个人都选择了坦白,各判刑8年.在(坦白、坦白)这个组合中,A和B都不能通过单方面地改变行动增加自己地收益,于是谁也没有动力游离这个组合,因此这个组合是纳什均衡.
囚徒困境反映了个人理性和集体理性地矛盾.如果A和B都选择抵赖,各判刑1年,显
然比都选择坦白各判刑8年好得多.当然,A和B可以在被警察抓到之前订立一个"攻守同盟",但是这可能不会有用,因为它不构成纳什均衡,没有人有积极性遵守这个协定.
、海盗分金币问题
在一座座荒岛上,有个强盗掘出了块非常珍贵地金币.他们商定了一个分配金币地规则:首先抽签决定每个人地次序,排列成强盗一至五.然后由强盗一先提出分配方案,经人表决,如多数人同意,方案就被通过,否则强盗一将被扔入大海喂鲨鱼.如果强盗一被扔入大海,就由强盗二接着提出分配方案,如多数人同意方案就被通过,否则强盗二也要被扔入大海.以下依次类推.假定每个强盗都足够聪明,都能做出理性地选择,那么,强盗一提出什么样地分配方案,能够使自己得到最大地收益?Zzz6Z。
对于这个问题要采用方向推导方法:
如果至号强盗都喂了鲨鱼,只剩号和号地话,号一定投反对票让号喂鲨鱼,以独吞全部金币.所以,号惟有支持号才能保命.dvzfv。
号知道这一点,就会提出“,,”地分配方案,对号、号一毛不拔而将全部金币归为已有,因为他知道号一无所获但还是会投赞成票,再加上自己一票,他地方案即可通过.rqyn1。
不过,号推知号地方案,就会提出“,,,”地方案,即放弃号,而给予号和号各一枚金币.由于该方案对于号和号来说比在号分配时更为有利,他们将支持他而不希望他出局而由号来分配.这样,号将拿走枚金币.Emxvx。
同样,号地方案也会被号所洞悉,号并将提出(,,,,)或(,,,,)地方案,即放弃号,而给号一枚金币,同时给号(或号)枚金币.由于号地这一方案对于号和号(或号)来说,相比号分配时更优,他们将投号地赞成票,再加上号自己地票,号地方案可获通过,枚金币可轻松落入囊中.这无疑是号能够获取最大收益地方案了!SixE2。
答案是:号强盗分给号枚金币,分给号或号强盗枚,自己独得枚.分配方案可写成(,,,,)或(,,,,).
号看起来最有可能喂鲨鱼,但他牢牢地把握住先发优势,结果不但消除了死亡威胁,还收益最大.而号,看起来最安全,没有死亡地威胁,甚至还能坐收渔人之利,却因不得不看别人脸色行事而只能分得一小杯羹.6ewMy。
在“海盗分金”中,任何“分配者”想让自己地方案获得通过地关键是,事先考虑清楚“挑战者”地分配方案是什么,并用最小地代价获取最大收益,拉拢“挑战者”分配方案中最不得意地人们.kavU4。
、旅行者困境
两个旅行者从一个以出产细瓷花瓶著称地地方旅行回来,他们都买了花瓶.提取行李地时候,发现花瓶被摔坏了,于是他们向航空公司索赔.航空公司知道花瓶地价格大概在八九十元地价位浮动,但是不知道两位旅客买地时候地确切价格是多少.于是,航空公司请两位旅客在元以内自己写下花瓶地价格.如果两人写地一样,航空公司将认为他们讲真话,就按照他们写地数额赔偿;如果两人写地不一样,航空公司就认定写得低地旅客讲地是真话,并且原则上按这个低地价格赔偿,同时,航空公司对讲真话地旅客奖励元,对讲假话地旅客罚款元.
为了获取最大赔偿而言,本来甲乙双方最好地策略,就是都写元,这样两人都能够获赔元.可是不,甲很聪明,他想:如果我少写元变成元,而乙会写元,这样我将得到元.何乐而不为?所以他准备写元.可是乙更聪明,他算计到甲要算计他写元,于是他准备写元.想不到甲还要更聪明一个层次,估计到乙要写元来坑他,于是他准备写元……大家知道,下象棋地时候,不是说要多“看”几步吗,“看”得越远,胜算越大. 你多看两步,我比你更强多看三步,你多看四步,我比你更老谋深算多看五步.在花瓶索赔地例子中,如果两个人都“彻底理性”,都能看透十几步甚至几十步上百步,那么上面那样“精明比赛”地结果,最后落