Добавил:
Студент Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ААВасин Математические_модели_рынков_и_аукционов

.pdf
Скачиваний:
66
Добавлен:
29.05.2024
Размер:
3.15 Mб
Скачать

100

Часть II

Утверждение 9.6. В зависимости от значения D ДНО имеет

следующий характер:

 

 

 

 

 

3Q ,

то на любом шаге

 

наилучший ответ

1) Если D

 

S p, min Q, dp

(длина цикла равна

1).

ДНО сходится к

РФП, соответствующему равновесию по Курно (которое в данном случае совпадает с равновесием по Вальрасу).

2) Если Q D 3Q , то на шаге 1, ,T наилучший ответ

S p, min Q, d p ,

затем функции наилучшего ответа по-

вторяются.

ДНО

 

имеет

циклический

характер, длина

цикла

2, если

7Q / 3

 

3Q

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

T 3, если

2Q

 

7Q / 3

.

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, если Q

D 2Q

 

 

D / D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Если

 

 

Q ,

то

на шаге

наилучший

ответ

D

S p, min Q, d p . При ДНО сходится к РФП, соответствующему равновесию по Вальрасу.

На Рисунке 9.6 показаны интервалы значений D , в которых ДНО имеет одинаковый характер. В области Q,3Q выделены

интервалы с одинаковой длиной цикла. При приближении D к Q длина цикла стремится к бесконечности, а длина соответствующего интервала значений D стремится к 0.

Рисунок 9.6

Доказательство. Если на шаге наилучшим ответом была функция S p, min Q, k p , то остаточный спрос на шаге

1 Dост p max 0, D dp min Q,k p . Вид остаточного спроса зависит от соотношения Q и D . Положим

d d k .

 

 

Аукционы функций предложения

 

101

Ситуация

1:

 

 

d Q. В

этом

случае

k D

Dост p max 0,

 

d p .

Согласно Лемме 9.1

наилучшим

D

ответом

 

 

учетом

 

Замечания

9.2)

является

S p, 1 min Q, k 1 p

при k 1 d . При 1 реа-

лизуется ситуация 1 (так как k 0 0 ,

d 0 d ), наилучшим от-

ветом является S p,1 min Q,k 1 p

при k 1 d . На шаге :

k d ,

d d d . Ситуация 1 повторяется до тех пор, по-

ка k D d Q , то есть пока D 1 1 / Q .

Если D Q , то ситуация 1 повторяется бесконечно, так как на любом шаге D 1 1/ Q . При ДНО сходится к

РФП, соответствующему равновесию по Вальрасу. На Рисунке 9.7 показано, как выглядит ДНО в этом случае.

Рисунок 9.7. ДНО для аукциона с двумя игроками в случае D Q

Иначе на шаге , для которого перестает выполняться условие D 1 1 / Q , возникает Ситуация 2: k D d Q. (Если

D 2Q , то ситуация 2 возникает на шаге 2 .) В этом случае

 

 

 

 

d p,

0 p Q / k

 

 

 

D

 

D

p

 

 

 

 

.

max 0, D Q dp ,

p Q / k

ост

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

102

Часть II

На Рисунке 9.8 показано, как выглядит такая функция спроса.

Рисунок 9.8. Остаточный спрос в случае D 1 1/ Q

Обозначим (a) – остаточный спрос на участке 0 p Q / k ,

(b) – остаточный спрос на участке Q / k p D Q / d . Наи-

лучшим

ответом

на

шаге

1

будет

S p, 1 min Q,k 1 p ,

где

k 1 d

либо

k 1 d в зависимости от того, какой из этих ответов дает иг-

року наибольший выигрыш.

(a) В задаче без ограничений на Q для спроса, соответст-

вующего

участку

(a),

максимум

выигрыша

равен

a

 

2 /

4d 1

и

достигается

в

точке

D

pa ,qa D / 2d 1 , D / 2 .

Взадаче с ограничением на Q выигрыш a достижим, если

pa

Q / k

 

 

 

 

2

2

 

a1

 

D

 

Q

qa Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

D

2Q

 

 

 

 

 

(b) В задаче без ограничений на Q для спроса, соответствующего участку (b), максимум выигрыша равен

Аукционы функций предложения

 

103

b D Q 2 / 4d

и

достигается

в

точке

pb ,qb D Q / 2d , D Q / 2 . В задаче с ограничением на

Q выигрыш b достижим, если

pb Q / k и qb Q , то есть

если:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pb Q / k

 

 

 

 

 

 

2

 

b1

 

 

 

 

 

 

 

 

D 1

 

Q

 

 

 

 

qb Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b2

 

D 3Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравним выигрыши для (a) и (b):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b D Q 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

В зависимости от соотношения параметров возможны сле-

дующие ситуации:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1 , a2 ,

b2 не

Если

 

3Q ,

то уже при =2 условия

D

выполнены, выполняется только b1 . Следовательно, с учетом Замечания 9.1, для =2 k 2 k 1 d , то есть возникает цикл длины 1. Остаточный спрос для D 3Q показан на следующем рисунке.

Рисунок 9.9. Остаточный спрос в случае D 3Q

Следовательно, при D 3Q ДНО сходится к РФП, соответствующему равновесию по Курно (которое в данном случае совпа-

104

Часть II

дает с равновесием по Вальрасу). На следующем рисунке показано, как выглядит ДНО в этом случае.

Рисунок 9.10. ДНО для аукциона с двумя игроками в случае D 3Q

 

 

Если Q

 

2Q , то a1 , a2 , b2

всегда выполнены, и

D

результат

зависит от b1 . Если b1 не

выполнено, то есть

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

D 1

 

Q , то максимум достигается на участке (a) и ДНО пе-

 

 

 

 

 

 

реходит на следующий шаг с k 1 d d 1 . Остаточный спрос для этого случая показан на Рисунке 9.11.

 

 

 

 

2

 

 

Рисунок 9.11. Остаточный спрос при условии Q D 1

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аукционы функций предложения

105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если же D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Q , то для участка (a) максимум прибыли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равен a , а для участка (b)

b . Сравним эти значения. Согласно

a b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b D Q 1

 

 

 

 

 

 

 

 

. Для любого 0

спра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

ведливо

 

 

 

1

2

1

 

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

Следовательно,

если

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

a

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Q D Q

1

 

 

 

 

 

 

 

 

, то

 

 

 

 

(максимум достигает-

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ся

на

участке (a)) и

 

ДНО

переходит

на следующий

шаг с

k 1 d d 1 . Остаточный спрос для этого случая показан на Рисунке 9.12.

Рисунок 9.12. Остаточный спрос при условии

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

Q D Q 1

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

Иначе для следующего шага k 1 d d 1 d и ДНО

повторяется с шага 1. Остаточный спрос для этого случая показан на Рисунке 9.13.

106

Часть II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9.13. Остаточный спрос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

Q 1

 

 

 

 

 

 

D Q 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, все множество

Q, 2Q

разбивается на полу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

интервалы I T Q

1

 

 

 

 

 

 

 

,Q 1

 

 

 

 

 

,T 4,5,6, и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I T

 

 

 

 

 

 

1 T 1

 

 

T 1

 

 

 

ДНО имеет циклический характер с длиной цикла T .

D

Для

 

 

фиксированных

 

 

Q ,

 

 

 

 

длина

цикла составит

 

 

D

 

T

 

 

 

 

 

2

. На Рисунке 9.14 показано, как выглядит ДНО

 

 

D / D Q

 

в этом случае.

Рисунок 9.14. ДНО для аукциона с двумя игроками в случае Q D 2Q

 

 

Аукционы функций предложения

107

Если 2Q

 

3Q , то a1 , b1 ,

b2 всегда выполнены,

D

a2 никогда не выполняется. Таким

образом, значение b

на

участке (b) всегда достигается, а a на участке (а) никогда не достигается. В этом случае для того, чтобы наилучшим ответом игрока все-таки было S p, 1 при k 1 d , необходимо

и достаточно, чтобы прибыль на участке (a) в точке пересечения с

прямой

l p Q была не

меньше,

чем

b . Поскольку

 

 

d d p Q при p

 

Q / d d , то

прибыль в точке

 

D

D

p,q

 

Q / d d ,Q

равна

Qa

 

 

Q Q / d d , и

D

D

Qa b D Q 5 / 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

2Q

 

Q 5 / 1 , то

Qa

b

(максимум дости-

 

 

D

гается на участке (a)) и ДНО переходит на следующий шаг с k 1 d d 1 . Иначе для следующего шага

k 1 d d 1 d и ДНО повторяется с шага 1.

Таким образом, множество 2Q,3Q разбивается на 2 под-

множества: I 3 2Q,7Q / 3 и I 2 7Q / 3,3Q , и

 

 

I T

D

ДНО имеет циклический характер с длиной цикла T .

 

 

 

Рисунок 9.15. ДНО для аукциона с двумя игроками в случае 2Q D 3Q

108

Часть II

Для фиксированных Q , D длина цикла вычисляется по формуле T 4Q / D Q .

Утверждение 9.6 доказано. ■ Из Утверждения 9.6 следует, что в случае, когда ДНО носит

циклический характер, длина цикла тем меньше, чем ближе D к величине 3Q .

9.6. Обобщение на рынок нескольких игроков

Цель данного раздела – обобщить результаты, полученные в предыдущем разделе для дуополии, на аукцион с n игроками.

Утверждение 9.7. При D* n 1 Q на шаге ДНО наилуч-

 

 

 

 

 

 

1

 

ший ответ

S p, min k p,Q , где

k

d n 1 s . При

 

 

 

 

 

 

s 0

 

ДНО сходится к РФП,

соответствующему равновесию

по Вальрасу.

 

 

 

 

 

 

Доказательство. Пусть на шаге

наилучшим ответом была

функция

S p, min k p,Q .

Тогда

(учитывая,

что

D* n 1 Q )

остаточный

спрос

на

шаге

1

Dост p,t max 0, D t d n 1 k p . Согласно Лемме 2.1 наилучшим ответом в этом случае будет S p, 1 k 1 p , где k 1 d n 1 k . По индукции получаем

k 1 d n 1 k

1 . ■

d n 1 d n 1 k 1 d n 1 s

s 0

Определим характер ДНО при фиксированных значениях D .

Утверждение 9.8. Для n 2 игроков ДНО в зависимости от

значения D имеет следующий характер:

 

 

Аукционы функций предложения

109

1) Если

 

n 1 Q , то на любом шаге

наилучший ответ

D

S p, min Q,dp (длина цикла равна 1).

ДНО

сходится к

РФП, соответствующему равновесию по Курно (которое в данном случае совпадает с равновесием по Вальрасу).

2) Если n 1 Q D n 1 Q , то на шаге 1, ,T наилучший ответ S p, min Q,d p , затем функции наилучшего

ответа повторяются. ДНО имеет циклический характер, длина цикла T – минимальное целое число, удовлетворяющее неравен-

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4Q D Q

 

 

 

ству n 1 s

 

 

.

 

 

 

 

 

 

2

 

s 0

 

 

 

D n 1 Q

 

 

 

3) Если

 

 

n 1 Q , то на шаге

наилучший ответ

D

S p, min Q,d p . При ДНО сходится к РФП, соот-

ветствующему равновесию по Вальрасу;

Доказательство. Если на шаге наилучшим ответом была функция S p, min Q,k p , то остаточный спрос на шаге

1

Dост p max 0,

 

dp n 1 min Q,k p .

Вид оста-

D

точного спроса зависит от соотношения Q и

 

.

Обозначим

D

d d n 1 k .

 

Ситуация 1: k

 

d Q

 

D

 

В этом случае Dост p max 0, D d p . Согласно Лемме 2.1 наилучшим ответом (с учетом Замечания 2.2) является

S p, 1 min Q,k 1 p при k 1 d .

При 1 реализуется ситуация 1 (так как

k 0 0 ,

d 0 d), наилучшим ответом является

S

 

1

 

при k 1 d . На шаге :

k d n 1 s

s 0

p,1 min Q,k 1 p

, d d n 1 s .

s 0