第1课什么是博弈论

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3.策略。就是指决策主体做出的,用来解决问题的手段、计谋、计策。从博弈论的定义中我们也可以看出,博弈论的关键在于制定一个能帮助本方获取最大利益的策略,也就是最优策略。所以,策略是博弈论的核心,关系着最后的胜败得失。
4.信息。上面我们讲过,利益是博弈的目的,策略是获得利益的手段,而信息就是制定策略的依据。要想制定出战胜对方的策略,就得获得全面的信息,对对方有更多的了解。《孙子兵法》有云“知己知彼,百战不殆(危险)”。上面杰克和亚当每人都选择了对自己最有利的策略,最后得到的却是最差的结果,是因为他们被分开审讯,信息不畅所导致的。
1.至少两个参与者。博弈论的参与者又被成为决策主体。没有参与者就不会有博弈,而且参与者至少为两人。有两个参与者的博弈称为两人博弈,如象棋、围棋。有多个参与者的博弈称为多人博弈,如打麻将、斗地主、三英战吕布。
2.利益。博弈的最终目的都是为了自己争取最大利益。利益不单指金钱,可以是战争的胜利、获得荣誉、赢得比赛。但是有一点,必须是决策主体在意的东西才能称之为利益。
讲授法
粉笔、黑板
案例
9min
案例分析:田忌赛马
齐国大将田忌,平日喜欢与贵族赛马赌钱。当时赛马的规矩是每一方出上等马、中等马、下等马各一匹,共赛三场,三局两胜制。由于田忌的马比贵族略逊一筹,所以十赌九输。当时孙膑在田忌府中做客,经常见田忌同贵族们赛马,对赛马的比赛规则和双方马的实力差距都比较了解。一天田忌赛马又输了,孙膑见状,便对田忌说:“下次赛马,我可以使将军获胜,赌注不妨下得大一些。”田忌相信了孙膑,第二天约贵族赛马,并下千金赌注。
二、教学结构化
知识与技能目标:知道博弈论的含义;知道博弈论的四个组成要素;正确理解博弈论的前提——理性人。
过程与方法目标:以案例教学为主,通过创设情境引导学生思考和讨论,让学生积极参与教学。
情感态度价值观:通过对博弈论概念的学习,让学生对博弈论有个初步了解,激发学生对本门课程的兴趣。理性人的学习让学生明白违背道德的理性不是真正的理性。
案例
14min
创设情境:囚徒困境
学生表演——一个饰杰克,一个饰亚当,二个饰警察。一个饰旁白(边说边演)
一个夜黑风高的夜晚,亚当和杰克窜入一位富翁的别墅中行窃,一起将富翁杀死,把家中财物洗劫一空,然后逃之夭夭。警局接到报案后,经过多方调查,警方最终将嫌疑人锁定在杰克和亚当身上,因为事发当晚有人看到他们神色慌张的从被害人家中跑出来。警方到两人家中进行搜查,结果发现了一部分被害人家中失窃的财物,于是将二人作为谋杀和盗窃的嫌疑人拘留。但是到了拘留所里,两人都否认自己杀过人,辩称自己只是路过那里,想进去偷点东西,结果进去的时候发现主人已经被杀死了,于是便随便拿了点东西就跑了。这样的解释不能让人信服。谁都知道在判刑方面杀人要比盗窃严重得多。于是警察决定将两人隔离审讯。
丈夫认为,自己平时工作忙,根本没时间看球赛,电视平时都是妻子一个人独享,今晚好不容易有机会看一场球赛,妻子应该让给他一次。而且连续剧白天还有重播,到时在补上就行了。
妻子认为,丈夫把体育频道锁定大半天了,现在应该让给她看。再说,想要知道比赛结局,直接看新闻就行了,想要看比赛过程,明天还会有重播。
比赛马上就要开始了,连续剧播出的时间也快要到了,他们应该做出怎样的选择呢?
他们到底会如何选择呢?
一般人可能认为杰克和亚当都会选择不坦白,这样他们只能以入室盗窃的罪名被判刑,每人只需做1年牢。这对于两人来说是最好的一种结局。结果会是这样的吗?
两人都选择了招供,结果每人各被判了8年。
事情为什么会这样呢?我们先来看一下两人坦白与否及其结局的矩阵图。
杰克
不坦白
坦白
亚当
坦白
不坦白
(8,8)
孙膑为什么敢打保证呢?因为他对这场赛马的博弈做了分析:双方都派上等、中等、下等马各一匹,田忌的每一等级都比对方同一等级的马慢一点,因为没有规定出场顺序,所以比赛的对阵形势可能有6种,每一种对阵形势的结局是很容易猜测的:
第一种:上对上,中对中,下对下,结局:三局零胜。
第二种:上对上,下对中,中对下,结局:三局一胜。
第1课什么是博弈论
讲授科目:博弈论讲授对象:12秋
讲授人:杨龙东讲授时间:1课时
一、条源自文库分析
1.学情分析:共40人,四分之三是男生,男女比例严重失调,知识差异大;由于部分学生之前学过逻辑思维,和博弈的知识有共同之处,所以学习起来比较容易。
2.教材分析:本课是学习本门课程的基础,是学习博弈论必须了解的内容,所以非常重要。
这就是博弈论,一个运用你的智慧和理性思维,在纷繁复杂的事件中选择能够使你的利益最大化的科学。
过渡
1min
过渡:下面我们就用精炼的语言来归纳一下什么是博弈论。
3min
一、含义
博弈论是指双方或者多方在竞争、合作、冲突等情况下,充分了解各方信息,并依此选择一种能为本方争取最大利益的最优决策的理论。
我们身边有很多事情和典故中也有博弈论的应用,我们就用大家熟悉的“田忌赛马”这个故事来深化对博弈论的认识。
(0,10)
(10,0)
(1,1)
当警察把坦白与不坦白告诉杰克的时候,杰克心中就会开始盘算坦白对自己有利还是不坦白对自己有利。杰克会想,如果选择坦白,要么当场释放,要么同亚当一起坐8年牢;要是选择不坦白,虽然可能只坐1年牢,但也可能做10年牢。虽然(1,1)对两人而言都是最好的一种结局,但是由于是分开审讯,信息不通,所以谁也没办法保证对方是否会选择坦白。选择坦白的结局是8年或者0年,选择不坦白的结局是10年或者1年,在不知道对方选择的情况,选择坦白对自己来时是一种优势策略。于是,杰克会选择坦白。同样,亚当也会这样想。最终的结局是两人都选择坦白,每人都要坐8年牢。
隔离审讯。警察告诉杰克:“尽管你们不承认,但是我知道人就是你们两个杀的,事情早晚会水落石出的。现在我给你一个坦白的机会,如果你坦白了,亚当不承认,那你就是主动自首,同时协助警方破案,你将被立即释放,亚当则要坐10年牢;如果你们都坦白了,每人坐8年牢;如果都不坦白的话,可能以入室盗窃罪判你们每人1年,如何选择你自己想一想吧。”同样的话,警察也说给了亚当。
处理
12min
三、博弈论四要素
案例分析:夫妻看电视
今天是周末,难得的休23息时间。晚饭过后,一对夫妻坐在沙发上看电视。丈夫早早地就把频道锁定在了体育频道,因为恰逢世界杯,又有自己喜欢的球队和球星,这场比赛好几天之前他就开始关注了。但是这个时间另外一个频道马上又要播出一部连续剧《甄嬛传》,妻子已经连续追了30多集,剧情跌宕起伏,已经发展到了高潮阶段,妻子自然不想错过。于是,一场关于电视选台的博弈展开了。
以上便是博弈论的四个要素,最后让我来看看夫妻二人电视频道之争的博弈有什么结局呢?这个案例结局不外乎三种:
一是双方争执不下,关掉电视谁也不看了;【两败俱伤】
二是一方选择退出,丈夫可以选择去做别的事情,或者妻子选择去做别的事情;【只有一方获利】
三是一方说服了另一方,妻子陪丈夫看球赛,或者丈夫陪妻子看连续剧。【有一方要牺牲一部分利益,但是利益总和将大于前两种选择】
课前准备:
三、教学重点、难点
重点:博弈论的含义
难点:博弈论的前提理性人
四、教学方法
教授法、案例分析法、情景模拟法、
五、教学过程
阶段/时间
学习情况
教学方法和材料运用
导入
5min
导入
假设你开着一辆车,在一个风雨交加的夜晚经过一个车站。车站上有几个候车的人,一个是疾病发作的老人,他儿子远在外地出差,远水救不了近火,很是可怜;一个是医生,他曾经救过你的命,他自己的车因今天限号停在家中;还有一个是你心仪已久,并渴望与之结识的美丽姑娘(帅哥)。因为下暴雨公交车提前收班了,此时已经没有公交车了,这里也不可能有其他的车辆经过,而你的车只能捎带一个人上路。那么你会如何选择呢?
在这个故事中,田忌同齐国的贵族便是博弈的参与者,孙膑充分了解了各方的信息,也就是比赛规则和各匹马之间的实力差距,并在六种可以选择的策略中帮田忌选择了一个能争取最大利益的策略,也就是最优策略。
案例分析
粉笔、黑板
过渡
1min
过渡——通过前面对博弈论的学习,我们已经了什么是博弈论了,现在就来实战演练一下。现在需要三名同学参与这个游戏,其他同学就饰演观众。
二、博弈和博弈论的区别
含义不同:
博弈是指赌博和下围棋,用来比喻为了利益进行竞争。
博弈论是指双方或者多方在竞争、合作、冲突等情况下,充分了解各方信息,并依此选择一种能为本方争取最大利益的最优决策的理论。是一种系统的理论,属于应用数学一个分支。可以说博弈中体现着博弈论的思想,是博弈论在现实中的体现。
发展历程不同:
很显然,第三种选择是最好的选择,也是这场博弈中的最优策略。
案例发
讲授法
粉笔、黑板
处理
8min
四、博弈论的前提——理性人
理性人——在博弈论中指参与者都是利己的,基本出发点是为自己争取最大利益,在制定决策的时候,都会选择能给自己带来最大利益的那个决策。
例如前面提到的夫妻二人争夺电视频道的博弈中,正是因为丈夫要看体育频道,妻子要看连续剧频道,双方都是利己的,才有博弈发生。如果妻子考虑丈夫平时工作太忙,难得有时间看一场球赛,那就把电视让给丈夫吧。这样的话就不存在博弈了,因为妻子作为博弈参与者,已经不再是理性人了,他已经放弃了为自己争取利益。理性人必须是利己的,放弃了对最大利益的追求,就意味着不再会选择对自己最有利的策略,也就失去了博弈的基本特征。
案例法
粉笔、黑板
12min
我们已经知道了理性人是博弈的前提,理性人的基本特征便是利己,这样的话理性人是不是就等于自私自利呢?博弈的参与者是不是就没有道德呢?下面我们就来讲一下博弈论中的“理性”与道德有没有冲突。
案例分析:范跑跑
2008年5月12日,四川发生了特大地震,造成了人员和财产的重大损失。5月22日,范跑跑在论坛上发帖子,详细描述了自己经历地震时的情景。他声称自己在意识到地震后以一个从教室里冲到操场上。后来有学生问他,为什么不顾学生就跑了。他解释说,除了女儿外,他不会牺牲自己,就算是自己的母亲也不会去救。因为他觉得在那种情况下能逃出一个是一个,如果情况危急,他也无能为力,如果情况不危急,学生都是十七八岁的人了,完全有能力逃生。自己不会有道德上的负疚感。
博弈作为一种争取利益的竞争,从人类存在的那一天开始就存在,并始终伴随着人类的发展。
博弈论作为一门科学理论,是1928由冯·诺依曼(计算机的发明者)建立起来的。
为方便授课,在后面的讲课过程中,如果没有特别说明,博弈就是指博弈论。
粉笔、黑板
过渡
1min
过渡:我们已经知道了博弈论的概念和发展过程,概念中现实了博弈论必须拥有的几个要素,我们结合下面的例子介绍一下这些要素。
案例分析:空城计
“空城计”很明显是一场博弈,博弈双方诸葛亮和司马懿都是理性的,诸葛亮是这场博弈中胜利者,他正是利用司马懿生性多疑的特点,制定了最优策略,吓退司马懿大军。因为诸葛亮知道司马懿是理性的,知道司马懿的想法。如果攻入城内,两种结局,要么城内有伏兵,全军覆没;要么城内没有伏兵,自己大获全胜。如果不攻城,自己不会胜也不会败,但是内保全军队实力。以司马懿的性格,他肯定会选择保守的做法,那就是退兵。所以才敢摆空城计。如果诸葛亮的对手不是司马懿,而是一员不管三七二十一,先打了再说的鲁莽的、不理性的猛将,那么诸葛亮就可能无力回天了,那么这场博弈也就不存在了。
这就是著名的“囚徒困境”,是博弈论中最出名的一个模式。为什么杰克和亚当每人都选择了对自己最有利的策略,最后得到的却是最差的结果呢?这个后面我们会讲到。
体验法
粉笔、黑板
1min
过渡:前面我们花了大量的时间,就是为了弄清楚什么是博弈论,在这里,我们还要区分一下博弈和博弈论的区别,以免混淆。
环节2
3min
第三种:中对上,上对中,下对下,结局:三局一胜。
第四种:中对上,下对中,上对下,结局:三局一胜。
第五种:下对上,中对下,上对中,结局:三局二胜。
第六种:下对上,中对中,上对下,结局:三局一胜。
六种对阵形势中,只有一种能使田忌取胜,孙膑采用的正是这一种。结果大家都知道了。同样的马,只是调整了出场顺序,便取得了截然相反结果。这里边蕴含着数学中的排列组合道理,同时也蕴含了博弈论的道理,博弈论本来就是应用数学的一个分支。
人都有怜悯之心,救人一命胜造七级浮屠,如此你该带上老人上路;可是考虑到报恩,你应该带上那个医生,因为毕竟他救过你;但是如果你放弃哪位姑娘(帅哥),也许下次再也难遇到这样认识并博取她(他)好感的绝佳机会。怎么办?(请学生回答,并问为什么这么选择)
最佳答案是:你把车钥匙留给哪位医生,让他带着老人去医院,而你,则留下来,与哪位美丽的姑娘(帅哥)享受一个浪漫而温馨的雨夜。
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