
- •Введение
- •1. Развивающие математические игры
- •1.1. Тест-разминка (на 30 минут)
- •1.2. Ответы к Тесту-разминке
- •1.3. Тест №1 (на 1 час)
- •1.4. Ответы и указания к Тесту №1
- •1.5. Тест №2 (на 1 час)
- •1.6. Ответы и указания к Тесту №2
- •1.7. Математические игры
- •1.8. Указания к играм
- •2. Элементы теории некооперативных игр
- •2.1. Примеры и понятия
- •2.2. Статические игры с полной информацией
- •Все варианты ситуаций
- •Все варианты выигрышей
- •2.3. Концепция доминирования
- •Доминирующие стратегии
- •Определения
- •Доминирующие стратегии
- •Определение
- •Определение
- •Определение
- •2.4. Последовательное отбрасывание строго доминируемых стратегий
- •Определение
- •2.5. Равновесие по Нэшу
- •Определение
- •Теорема 1
- •Теорема 2
- •2.6. Равновесие по Нэшу в смешанных стратегиях
- •Определение
- •Теорема 3 (Нэша)
- •2.7. Упражнения для самостоятельного решения
- •2.8. Задачи повышенной трудности (для исследования)
- •3. Динамические игры с совершенной информацией
- •3.1. Примеры и понятия
- •Определение
- •3.2. Дополнительные задачи
- •4. Динамические игры с несовершенной информацией
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Уточнение понятия стратегии
- •Редуцированная игра «Набеги на банки»
- •5. Некоторые применения теории игр
- •5.1. Государство и экономика
- •5.2. Общественное благо и проблема координации
- •5.3. Общественное благо со слабыми связями
- •Общественное благо со слабыми связями
- •5.4. Координирующая функция государства
- •5.5. Общественные блага добровольного типа
- •5.6. Кто будет добровольцем
- •Предоставление общественного блага добровольного типа
- •Вероятности исходов игры
- •Высокие выгоды от чужого вклада
- •Вероятности результатов
- •5.7. Общая модель добровольного общественного блага
- •Основная форма добровольного общественного блага
Определение
Подыгра игры G, где G – игра с совершенной информацией в развернутой форме, – это игра, построенная на основе исходной игры. Начальной вершиной подыгры служит любая вершина исходной игры, кроме конечных. В подыгру входят все вершины, следующие за ее начальной вершиной. Выигрыши в подыгре совпадают с выигрышами в соответствующих конечных вершинах полной игры.
Собственная подыгра – это подыгра, начальная вершина которой не совпадает с начальной вершиной полной игры.
В рассматриваемой игре есть 3 подыгры, одна из них – сама игра и две собственных подыгры, начинающиеся в вершинах и .
Основываясь на требовании динамической согласованности, можно ввести концепцию равновесия, которая усилила бы концепцию Нэша.
Определение
Совершенным равновесием в подыграх называется набор стратегий такой, что он является равновесием по Нэшу в полной игре, а соответствующие части этого набора стратегий являются равновесиями по Нэшу во всех собственных подыграх этой игры.
Используем данное определение для анализа модифицированной игры «Выбор компьютера». Представим подыгру, начинающуюся в вершине , в нормальной форме.
Ее матрица выигрыша имеет вид
|
Игрок 2 |
|
IBM |
Mac |
|
Игрок 1 |
c |
b |
a + c |
a |
Игрок 1 не осуществляет в этой подыгре выбора. Игрок 2 имеет две стратегии: IBM и Mac.
В данной игре есть единственное равновесие по Нэшу. В нем 2-й игрок выбирает IBM. Таким образом, чтобы равновесие по Нэшу в исходной игре было совершенным, требуется, чтобы оно предписывало в вершине выбор IBM. Набор стратегий Mac и (Mac, Mac) не удовлетворяет этому требованию, поэтому он не может быть совершенным равновесием в подыграх.
Во второй собственной подыгре, которая начинается в вершине , в равновесии по Нэшу 2-й игрок выбирает Макинтош. Поэтому набор стратегий IBM и (IBM, IBM) не является совершенным равновесием в подыграх.
С другой стороны, набор IBM и (IBM, Mac) является равновесием по Нэшу в полной игре и соответствует равновесиям по Нэшу в каждой из собственных подыгр. Поэтому данный набор стратегий является совершенным равновесием в подыграх. Видим, что он совпал с тем решением, которое мы раньше получили, применив обратную индукцию. Это совпадение не является случайным, как показывает следующая теорема.
Теорема 6
В игре с совершенной информацией и конечным числом ходов множество решений, получаемых обратной индукцией, совпадает с множеством совершенных равновесий в подыграх.
Нормальная форма игры может быть очень громоздкой. Использование Теоремы 6 позволяет сильно упростить поиск совершенных равновесий в подыграх, поскольку не требуется записывать игры в нормальной форме и находить в них равновесия по Нэшу.
Например, в игре «Рэкет», рассмотренной выше, стратегия фирмы должна указывать, как именно фирма будет реагировать на каждый из возможных уровней , т.е. функцию y(α). Поэтому процесс поиска равновесия по Нэшу по существу включает максимизацию в функциональном пространстве. Использование обратной индукции позволяет упростить эту задачу.
Следует отметить, что многие игры являются довольно сложными, и, даже применяя обратную индукцию, равновесие в них найти сложно. Характерным примером является игра в шахматы. Поскольку это конечная игра с совершенной информацией, то в ней должно существовать по край ней мере одно решение, получаемое обратной индукцией, и, соответственно, совершенное равновесие в подыграх. Тот факт, что в шахматах существует решение, известен уже давно, однако найти такое решение в настоящее время не представляется возможным даже с применением компьютера. Понятно, что если игроки обладают ограниченными способностями, то совершенное равновесие в подыграх может быть не очень реалистичным предсказанием результата игры.