一、生活中的博弈论

博弈论与信息经济学（GameTheoryandInformationEconomics)一、博弈的基本概念及战略表述博弈论的基本概念包括：参与人：博弈论中选择行动以最大化自己效用的决策主体；行动：参与人的决策变量战略：参与人选择行动的规则信息：参与人在博弈中的知识，特别是有关其他参与人的特征和行动的知识支付函数：参与人从博弈中获得的效用水平结果：博弈分析真正感兴趣的要素的集合均衡：所有参与人的最优战略的组合参与人、行动、结果称为博弈规则；博弈分析的目的是使用博弈规则决定均衡。一、博弈的基本概念及战略表述代表自然代表参与人博弈的参与人集合：Nini),,2,1(,参与人：博弈论中选择行动以最大化自己效用的决策主体。(可以是自然人，也可以是团体，如企业、国家甚至由若干国家组成的集团（OPEC、欧盟等）。)虚拟参与人：“自然”作为虚拟参与人自然：指决定外生的随机变量的机制为分析方便引入，自然作为虚拟参与人没有自己的支付和目标函数（即所有结果对它是无差异的）参与人决策的后果依赖于自然的选择。在不完全信息博弈中，自然选择参与人的类型一博弈的基本概念及战略表述案例-房地产开发项目-假设有A、B两家开发商市场需求：可能大，也可能小投入：1亿假定市场上有两栋楼出售：需求大时，每栋售价1.4亿，需求小时，售价7千万；如果市场上只有一栋楼需求大时，可卖1.8亿需求小时，可卖1.1亿一、博弈的基本概念及战略表述4000，40008000，00，80000，0不开发开发商A开发不开发开发-3000，-30001000，00，10000，0不开发开发商B开发商A开发不开发开发开发商B需求小的情况需求大的情况博弈的战略式表述一、博弈的基本概念及战略表述行动：参与人在某个时点的决策变量Ai表示第i个参与人的一个特定行动行动的顺序：行动的顺序对于博弈的结果是非常重要的，事实上，不同的行动顺序意味着不同的博弈。在博弈论中，一般假设参与人的行动空间和行动顺序是所有参与人的共同知识。选择的所有行动的集合表示可供iaAii一、博弈的基本概念及战略表述信息：参与人在博弈中的知识，特别是有关其他参与人的特征和行动的知识。如房地产开发博弈中，如果A不知道市场需求，而B知道，则A的信息集为{大，小}，B的信息集为{大}或{小}完美信息：指一个参与人对其他参与人（包括“自然”）的行动选择有准确了解的情况，即每一个信息集只包含一个值。完全信息：指自然不首先行动或自然的行动的初始行动所有参与人观察到的情况。共同知识：指“所有参与人知道所有参与人知道所有参与人知道….”的知识。一、博弈的基本概念及战略表述战略：参与人在给定信息集的情况下选择行动的规则，它规定参与人在什么情况下选择什么行动，是参与人的“相机行动方案”。个人选择的战略表示第）称为一个战略组合，，，，，（维向量战略，个参与人每人选择一个如果战略集合个参与人所有可选择的代表第个参与人的特定战略表示第issssssnnisSisiniiii21在静态博弈中，战略和行动是相同的。作为一种行动规则，战略必须是完备的。一、博弈的基本概念及战略表述4000，40008000，00，80000，0不开发开发商A开发不开发开发-3000，-30001000，00，10000，0不开发开发商B开发商A开发不开发开发开发商B需求小的情况需求大的情况博弈的战略式表述一、博弈的基本概念及战略表述支付函数：参与人从博弈中获得的效用水平，或者指参与人得到的期望效用水平。博弈的基本特征是一个参与人的支付不仅取决于自己的战略选择，而且取决于所有其他参与人的战略选择niiiiniissssuuunuuuuuiu,,,,,2121的函数：是所有参与人战略选择个人的支付组合）为，，，，，（水平）个参与人的支付（效用表示第一、博弈的基本概念及战略表述结果：博弈分析感兴趣的所有东西如均衡战略组合、均衡行动组合、均衡支付组合等。均衡：所有参与人的最优战略的组合一、博弈的基本概念及战略表述博弈的战略式表述：代表战略式表述博弈。，，用数：、每个参与人的支付函，间：、每个参与人的战略空、博弈的参与人集合：战略式表述给出：nnniiiuuSSGnisssuniSnNNi,,;),,2,1),,,,,(3;,,2,12);,,2,1(,1111一、博弈的基本概念及战略表述寡头产量博弈中，企业是参与人，产量是战略空间，利润是支付；战略式表述博弈为：个企业的产量和利润分别表示第和ilqqqlqqlqqGii),(),,(;0,021221121一、博弈的基本概念及战略表述有限博弈1、参与人的个数是有限的；2、每个参与人可选的战略是有限的。两个人有限博弈的战略表述可以用矩阵形式表述：一、博弈的基本概念及战略表述0，00，80008000，04000，40000，00，10001000，0-3000，-3000不开发开发商B开发商A开发不开发开发需求小的情况不开发开发商A开发不开发开发开发商B需求大的情况博弈的战略式表述二占优战略均衡（上策均衡）完全信息静态博弈完全信息：每个参与人对所有其他参与人的特征（包括战略空间、支付函数等）完全了解静态：所有参与人同时选择行动且只选择一次。同时：只要每个参与人在选择自己的行动时不知道其他参与人的选择，就是同时行动博弈分析的目的是预测均衡结果二占优战略均衡（Dominant-Strategy）案例1-囚徒困境-8，-80，-10-10，0-1，-1囚徒A囚徒B坦白抵赖坦白抵赖-8大于-100大于-1-8大于-100大于-1抵赖是A的严格劣战略抵赖是B的严格劣战略二占优战略均衡（Dominant-Strategy）占优战略：不论其他人选择什么战略，参与人的最优战略是唯一的，这样的最优战略称为“占优战略”(dominantstrategy)。被称为劣战略对应的，所有向量。所有参与人的战略组成之外的表示由除，，（优战略，个参与人的（严格）占是第*'*''*,111*),()(),,,iiiiiiiiiiniiiissssssussuisssssis二占优战略均衡（Dominant-Strategy）占优战略均衡定义：在博弈的战略表达式中，如果对于所有的i，Si*是i的占优战略，下列战略组合称为占优战略均衡：),,(**1*nsss二占优战略均衡（Dominant-Strategy）注意：如果所有人都有（严格）占优战略存在，那么占优战略均衡就是可以预测的唯一均衡。占优战略只要求每个参与人是理性的，而不要求每个参与人知道其他参与人是理性的（也就是说，不要求理性是共同知识）。为什么？二占优战略均衡（Dominant-Strategy）4000，40008000，00，80000，0不开发开发商A开发不开发开发-3000，-30001000，00，10000，0不开发开发商B开发商A开发不开发开发开发商B需求小的情况需求大的情况博弈的战略式表述A严格劣战略B严格劣战略5，14，49，-10，0等待小猪大猪按等待按案例2-智猪博弈等待是小猪的严格占优战略大猪有无严格占优战略？4大于10大于-1斗鸡博弈-3，-32，00，20，0退BA进退进独木桥纳什均衡：A进，B退；A退，B进对于相当多的博弈，我们无法运用重复剔除劣战略的方法找出均衡解。为了找出这些博弈的均衡解，需要引入纳什均衡。三纳什均衡(NashEquilibrium)假设n个参与人在博弈之前达成一个协议，规定每一个参与人选择一个特定的战略，另代表这个协议，在没有外在强制力的情况下，如果没有任何人有积极性破坏这个协议，则这个协议是自动实施的。这个协议就构成了一个纳什均衡。),,,,(***1*nissss通俗地说，纳什均衡的含义就是：给定你的策略，我的策略是最好的策略；给定我的策略，你的策略也是你的最好的策略。即双方在给定的策略下不愿意调整自己的策略。三纳什均衡(NashEquilibrium)三纳什均衡(NashEquilibrium)美苏古巴导弹危机冷战期间美苏争霸最严重的一次危机。苏联：面临将导弹撤回国还是坚持部署在古巴的选择；美国：挑起战争还是容忍苏联的了挑衅行为。结果：苏联：将导弹从古巴撤回，做了丢面子的“撤退的鸡”，美国：坚持自己的的策略，做了“不退的鸡”，但是象征性地从土耳其撤回了一些导弹，给苏联一点面子。独木桥三纳什均衡(NashEquilibrium)寻找纳什均衡0，44，05，34，00，45，33，53，56，6C2R1R2C1C3R3参与人B参与人A（R3，C3）是纳什均衡三纳什均衡(NashEquilibrium)2，121，101，120，120，100，110，120，100，13C2R1R2C1C3R3剔除顺序：R3、C3、C2、R2，战略组合（R1，C1）故一般使用严格劣战略剔除，可以看到，（R1，C3）（R1，C1）都是纳什均衡，但在这里是不可解的。剔除顺序：C2、R2、C1、R3，战略组合（R1，C3）请用上述划线法寻找下列纳什均衡三纳什均衡(NashEquilibrium)纳什均衡与占优战略均衡及重复剔除的占优均衡：（1）每一个占优战略均衡及重复剔除的占优均衡一定是纳什均衡，但并非每一个纳什均衡都是占优战略均衡或重复剔除的占优均衡；（2）纳什均衡一定是在重复剔除严格劣战略过程中没有被剔除掉的战略组合，但没有被剔除掉的组合不一定是纳什均衡，除非它是唯一的（不适用于严格弱劣战略的情况）不同均衡概念的关系占优均衡DSE重复剔除占优均衡IEDE纯战略纳什均衡PNE三纳什均衡(NashEquilibrium)四混合战略纳什均衡警察与小偷银行酒馆警察小偷2万元1万元东边西边警察与小偷的最优策略各是什么？1-1，-11，-22，2-2，西边东边西边东边四混合战略纳什均衡警察抽签决定去银行还是酒馆，2/3的机会去银行，1/3的机会去酒馆；同样，小偷也抽签决定去银行还是酒馆，2/3的机会去酒馆，1/3的机会去银行。四混合战略纳什均衡社会福利博弈23，3-1，1-1，00，流浪流浪汉政府救济不救济寻找工作设：政府救济的概率：1/2；不救济的概率：1/2。流浪汉：寻找工作的期望效用：1/2×2+1/2×1=1.5流浪的期望效用：1/2×3+1/2×0=1.5因此，流浪汉的任何一种战略都是都是对政府混合战略的最优反应四混合战略纳什均衡社会福利博弈23，3-1，1-1，00，流浪流浪汉政府救济不救济寻找工作设：政府救济的概率：1/2；不救济的概率：1/2。流浪汉：寻找工作的概率：0.2；流浪的概率：0.8每个参与人的战略都是给定对方混合战略时的最优战略四混合战略纳什均衡上述博弈的特征是：在这类博弈中，都不存在纯纳什均衡。参与人的支付取决于其他参与人的战略；以某种概率分布随机地选择不同的行动每个参与人都想猜透对方的战略，而每个参与人又不愿意让对方猜透自己的战略。这种博弈的类型是什么？如何找到均衡？四混合战略纳什均衡战略：参与人在给定信息集的情况下选择行动的规则，它规定参与人在什么情况下选择什么行动，是参与人的“相机行动方案”。纯战略：如果一个战略规定参与人在每一个给定的信息情况下只选择一种特定的行动，该战略为纯战略。混合战略：如果一个战略规定参与人在给定信息情况下以某种概率分布随机地选择不同的行动，则该战略为混合战略。四混合战略纳什均衡混合战略纳什均衡的含义：纳什均衡要求每个参与人的混合战略是给定对方的混合战略下的最优选择。因此在社会福利博弈中，，*=0.5是唯一的混合战略纳什均衡。从反面来说，如果政府认为流浪汉选择寻找工作的概率严格小于0.2，那么政府的唯一最优选择是纯战略：不救济；如果政府以1的概率选择不救济，流浪汉的最优选择是寻找工作，这又将导致政府选择救济的战略，流浪汉则选择游荡。如此等等。2