- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Матричные игры Методические указания
- •Оглавление
- •Требования к содержанию и оформлению контрольной работы
- •2. Основные понятия и определения теории игр
- •3. Матричные игры
- •3.1. Принцип максимина; решение игры в чистых стратегиях
- •3.2. Решение матричной игры в смешанных стратегиях
- •3.2.1. Решение игры 2 2
- •3.3. Графоаналитический метод решения матричных игр
- •3.3.2 Решение игры m2
- •Аналогично предыдущему рассматриваются частные случаи.
- •3.4. Сведение матричной игры к задаче линейного программирования
- •3.5. Доминирование стратегий
- •. Варианты контрольной работы
- •Библиографический список
3.3.2 Решение игры m2
Для игры m2 платёжная матрица имеет вид
;
вектора
стратегий: игрока А
=
,…,
;
игрока В
=
,
.
Положим q1= y, q2 = 1-y, тогда если игрок А выбрал чистую стратегию Аi , то проигрыш игрока В является линейной функцией у; для фиксированного i имеем
.
(10)
Таким
образом, каждой стратегии игрока А
- Аi,
соответствует прямая hi
.
Введём
в рассмотрение функцию (у)
вида (у)=
,
легко
показать, что ломаная (у)
есть верхняя огибающая всех прямых,
соответствующих чистым стратегиям
игрока А.
Другими словами, ломаная есть верхняя
граница проигрыша игрока В.
Игрок
В
стремится минимизировать свой проигрыш,
поэтому он должен выбирать свою
оптимальную стратегию
так, чтобы аргумент - у
приносил минимум
,
т.е. минимум гарантированного проигрыша:
.
Графически
у*
будет наинизшая точка ломаной
,
тогда
q1*
= y*,
q2*
=1-y*,
где y
– абсцисса
наинизшей точки; ордината точки – цена
игры, т.к. это – значение проигрыша
игрока В
при стратегии
.Зная
цену игры V*
, ставим в
соответствие ей оптимальные стратегии
игрока А.
Пусть активными будут стратегии Аs
и Ar
. Тогда
= (0,…,
ps,
0, …,
pr
,
0,…,0), где s
и
r – номера
активных стратегий игрока А,
т.е. номера прямых hs(y)
и hr(y),
дающих в пересечении точку с абсциссой
у*.
Значения ps
и pr
находятся для матрицы
вида А'=
по правилу
игры 22:
;
(11)
Г
рафическая
иллюстрация рассуждений приведена на
рис.6.
Решение игры m2 аналогично решению игры 2n:
1)
;
2)
точка у*
есть точка пересечения стратегий s
и r
; значения у*
находятся
из соотношения
,
тогда
3)
активные стратегии игрока А
- Аs
и Аr
; по формулам
(11) находим ps*
, pr*
и
.
Аналогично предыдущему рассматриваются частные случаи.
Случай
1. Точек
минимума на [a,b]
– множество (рис. 7), тогда для игрока В
имеет множество решений
,
где у*
из отрезка
[a,b];
оптимальная стратегия игрока А
-
*
=(0,…,0,
,0,…,0);
цена игры
V*=V(
*,
*).
С
лучай
2. Минимум
достигается в крайних точках отрезка
[0,1] (см. рис. 8, 9):
a)
,
=(0,…,0,
,0,…,0),
V*=V(
*,
*);
б
)
,
*
=(0,…,0,
,0,…,0),
V*=V(
*,
*).
Пример 3. Для игры с платёжной матрицей
найти
решение графоаналитическим способом.
Решение
1.
Запишем hi(у)
= ai1
у + ai2
(1-у),
:
h1(у) = 4 у + 3 (1-у) = у +3,
h2(у) = 2 у + 4 (1-у) = -2у+4,
h3(у) = 0 у + 5 (1-у) = -5 у+5,
h4(у) = -1 у + 6 (1-у) = -7у+6 .
2
.
Построим график hi(у),
;
найдём верхнюю огибающую, её нижнюю
точку, активные стратегии игрока А
(см. рис. 10).
Нижняя точка верхней огибающей у* есть точка пересечения hi(у) = hi(у), поэтому активными стратегиями игрока А являются А1 и А4, т.е. s=1, r=4.
3. Найдем из соотношения h1(у*) = h4(у*) или у*+ 3 = -7у* + 6: у* = 3/8; = (3/8, 5/8).
4.
Найдем цену игры
V*
= h1(у*)
= h4(у*)
=
.
5.
По активным стратегиям игрока А
для платежной
матрицы А'=
определим
и
:
;
;
=
(7/8, 0, 0, 1/8).
Ответ: = (7/8, 0, 0, 1/8); = (3/8, 5/8); V* = .
