46. Решение матричных игр графическим способом.

При поиске оптимальных стратегий в матричных играх размерностей и целесообразно использовать графический метод решения задач линейного программирования и свойства оптимальных планов пары двойственных задач: если в оптимальном плане задачи переменная положительна, то соответствующее ограничение двойственной задачи ее оптимальным планом обращается в равенство; если оптимальным планом задачи ограничение обращается в строгое неравенство, то в оптимальном плане двойственной задачи соответствующая переменная равна нулю.

Решение игры в смешанных стратегиях геометрическим методом

Пусть игра задана платежной матрицей . По оси абсцисс отложим единичный отрезок А₁ А₂, где точка А₁ (0, 0) изображает стратегию А₁, А₂ (1, 0) – стратегию А₂, а каждая промежуточная точка S_A этого отрезка изображает смешанную стратегию первого игрока P_A = (p₁, p₂), где p₁– расстояние от точки S_A до A₂, p₂–расстояние от точки S_A до A₁. Выигрыш игрока A будем откладывать на вертикальных отрезках.

Случай 1. Если игрок B применит стратегию В₁, то выигрыш игрока A при стратегии А₁ равен а₁₁, поэтому на оси ординат отложим отрезок А₁В₁ = а₁₁. При применении игроком A стратегии А₂ выигрыш равен а₂₁, отложим этот отрезок на перпендикуляре из точки А₂, обозначим полученную точку В₁'. Ордината любой точки М₁ отрезка В₁В₁^′ равна среднему выигрышу игрока A при применении смешанной стратегии S_A (действительно, этот выигрыш равен математическому ожиданию случайной величины, т.е. a₁₁p₁ + a₂₁p₂). Запишем уравнение прямой В₁В₁^′:

, т. е. ,

тогда при x = p₂ получим

y = a₁₁ + p₂a₂₁ – p₂a₁₁ = a₁₁(1-p₂) + p₂a₂₁ = a₁₁p₁ + a₂₁p₂

Случай 2. Если игрок B применяет стратегию В₂, то аналогично откладываем отрезки а₁₂ и а₂₂ и получаем отрезок В₂В₂^′. Ордината любой точки М₂ отрезка В₂В₂^′ – выигрыш игрока A, если A применяет смешанную стратегию S_A, а B – стратегию В₂. Построим нижнюю границу выигрыша игрока А – ломаную В₁ NВ₂^′. Ординаты точек этой ломаной показывают минимальные выигрыши игрока А при использовании им любой смешанной стратегии. Оптимальное решение игры определяет точка N, в которой выигрыш игрока А принимает наибольшее значение. Ордината точки N равна цене игры. Проекция этой точки на ось ОХ показывает оптимальную стратегию (р₁, р₂).

Аналогично находится оптимальная стратегия Q = (q₁ , q₂) игрока B, только в соответствии с принципом минимакса надо находить верхнюю границу выигрыша, т. е. строить ломаную А₂NА₁^′ и брать точку N с наименьшей ординатой. Абсцисса точки N определяет оптимальную стратегию игрока B, т. е. Q = (q₁ , q₂).

47. Решение матричных игр аналитическим способом.

Игра – это математическая модель реальной конфликтной ситуации.

Найти решение матричной игры аналитическим методом, комбинируя его с отбрасыванием доминируемых стратегий:

Решение

Доминирующей называется такая стратегия, которая во всех случаях по крайней мере не хуже, а в некоторых и лучше, чем другая. Вторая стратегия в этом случае называется доминируемой и может быть отброшена.

Для игрока 1 стратегия 1 доминируется стратегией 3, а стратегия 2 доминируется стратегией 4. Таким образом, стратегии 1 и 2 могут быть отброшены, получим матрицу:

Теперь проверим стратегии игрока B. 4-й столбец доминируется 1-м, а 2-й доминируется 3-м. Отбрасываем 2-й и 4-й столбцы, получаем:

Осталась матрица 2*2. Она имеет седловую точку (2,1). Цена игры равна 4.

Таким образом, из исходных стратегий наилучшей для игрока 1 будет стратегия 4 (4-я строка исходной матрицы), а для игрока 2 – стратегия 1 (1-й столбец).

Значение выигрыша игрока 1 при этом будет равно 4.