[博弈论]期中考试试卷及参考答案

2011级经济学专业(1-2班)

《博弈论》期中考试试卷(开卷)

班级 学号 姓名 成绩

1、不能用铅笔答题,违反者按缺考处理;

2、开卷考试,给足够时间答题,请认真完成考试;卷面务必保持清楚整洁,每涂改一处扣10分; 3、每一道题的解务必写出完整的解题过程,没有过程,只有答案不给分; 4、如果发现雷同卷,一律按零分处理。

一、下面的支付矩阵表示一个两人的静态博弈。问当a 、b 、c 、d 、f 、g 、h 之间满足什么条件时,该博弈存在严格优势策略均衡(20分) 博弈方2

L R

U a ,b c ,d

博弈方1 e ,f g ,h D

参考答案:

1、严格优势策略均衡是由各博弈方的严格优势策略组成的策略组合。(2分)

2、对于博弈方1,如果a >e 且c >g ,则U 是相对于D 的严格优势策略;如果a <e 且c <g ,则D 是相对于U 的严格优势策略;(3分)

3、对于博弈方2,如果b >d 且f >h 则L 是相对于R 的严格优势策略;如果b <d 且f <h ,则R 是相对于L 的严格优势策略。(3分)

4、上述两个博弈方各自有两种严格优势策略的相对支付情况的组合,总共可能构成四种严格优势策略均衡:(12分)

1)如果a >e 且c >g ,b >d 且f >h ,严格优势策略均衡是(U ,L ) 2)如果a >e 且c >g ,b <d 且f <h ,严格优势策略均衡是(U ,R ) 3)如果a <e 且c <g ,b >d 且f >h ,严格优势策略均衡是(D ,L ) 4)如果a <e 且c <g ,b <d 且f <h ,严格优势策略均衡是(D ,R )

(在求解本题时,如果前面三点没有写,但这四条都能写出来,可以按每条5分计算,共20分)

二、一个工人给一个老板干活,工资标准是100元。工人可以选择是否偷懒,老板则选择是否克扣工资。假设工人不偷懒有相当于50元的负效用,老板想克扣工资总有借口扣掉60元工资,工人不偷懒老板有150元产出,而工人偷懒时老板只有80元产出,但老板在支付工资之前无法知道实际产出,这些情况是双方都知道的。请问:(1)如果老板完全能够看出工人是否偷懒,博弈属于哪种类型?请用支付矩阵或博弈树表示该博弈(要求按教材给出的格式来表示,并求出博弈的所有Nash 均衡及博弈的结果(2)如果老板无法看出工人是否偷懒,博弈属于哪种类型?请用支付矩阵或博弈树表示该博弈(要求按教材给出的格式来表示,并求出博弈的均衡解。(共30分) 参考答案

(1)

①动态博弈、完全信息的动态博弈、完全且完美信息的动态博弈(2分) ②该博弈的博弈树是:(2分) 40,40)

100,-20) -10,110)

50,50)

③用以下两种方法可求出该博弈的所有Nash 均衡(16分)

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡(偷懒,{克扣,克扣}) 40,40)40

,40) 100,-20)100,-20) -10,110)-10,110)

50,50)

50,50)

(偷懒,{克扣,克扣})对局(偷懒,{克扣,不克扣})对局

40,40) 40,40)

100,-20)100,-20)

-10,110)-10,110)

50,50)50,50)

(偷懒,{不克扣,克扣})对局(偷懒,{不克扣,不克扣})对局

40,40)40,40)

100,-20)100,-20) -10,110)-10,110)

50,50

)50,50)

(不偷懒,{克扣,克扣})对局(不偷懒,{克扣,不克扣})对局

40,40)100,-20)-10,110)50,50)

(不偷懒,{不克扣,克扣})对局

40,40)100,-20)-10,110)50,50)

(不偷懒,{不克扣,不克扣})对局

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(偷懒,{克扣,克扣})

老板

{克扣,克扣}{克扣,不克扣}

{不克扣,克扣}{不克扣,不克扣}

偷懒,

40,,-20,-20

工人

不偷懒-10,,50-10,50,50

④博弈的结果:用倒推法(剪枝法)求得该博弈的结果是(偷懒,克扣)(4分)

40,40)

100,-20) -10,110) 50,50)

(2)

①静态博弈、完全信息静态博弈 (2分) ②该博弈的支付矩阵是:(2分)

老板

偷懒

工人

③用划线法可求出该博弈的Nash 均衡是(偷懒,克扣) (2分) (本题也可以用反应函数法来做)

老板

克扣不克扣q 1-q

偷懒P

40,40-10,110

100,-2050,50

工人

不偷懒1-P

解:设工人、老板选择纯策略的概率如上图所示 1)求期望支付函数

U 工人=40pq+100p (1-q )-10(1-p )q +50(1-p )(1-q )

=40pq+100p -100pq -10q +10pq +50-50p -50q +50pq =50p-60q +50

U 老板=40pq-20p (1-q )+110(1-p )q +50(1-p )(1-q )

=40pq-20p +20pq +110q -110pq +50-50p -50q +50pq =60q-70p +50

2)根据期望支付函数写出反应函数 p=1 q=[0,1] q=1 p=[0,1] 3)作图

,1)

4)图中交点(1,1)即该博弈的混合Nash 均衡→(偷懒,克扣)

三、在一条狭窄的巷子里,两个年轻人骑着自行车相向而行。每人都有两个策略,即或者选择“冲过去”或者选择“避让”。如果选择“避让”,不管对方采取什么策略,他得到的收益都是0。如果其中一人采取“冲过去”的策略,如果对方采取“避让”,那么他得到的支付是9;如果对方不避让,那么他得到的支付是-36。请用反应函数法求出该博弈的全部纳什均衡。(10分) 参考答案

1、由所给条件可求得支付矩阵(如下图);用划线法可求得这个博弈有两个纯策略Nash 均衡(避让,冲过去)、(冲过去,避让)(2分)

避让

2、根据支付矩阵求期望支付函数;设甲、乙选择纯策略的概率如下图所示(2分) 乙 避让冲过去

q 1-q

0,00,9 避让P

冲过去1-P

9,0-36,-36

u 甲=9(1-p )q -36(1-p )(1-q ) =9q-9pq -36+36p +36q -36pq =-45pq +36p +45q -36

=-9p (5q -4)+45q -36 u 乙=9p(1-q )-36(1-p )(1-q ) =9p-9pq -36+36p +36q -36pq =-45pq +36q +45p -36 =-9q (5p -4)+45p -36

3、根据期望支付函数写出反应函数(2分) 甲的反应函数

p=0 当q <0.8 p=[0,1] 当q =0.8 p=1 当q >0.8 乙的反应函数

q=0 当p <0.8 q=[0,1] 当p =0.8 q=1 当p >0.8

4、根据反应函数画反应函数曲线(2分)

q

10.8

q

10.8

q

10.8

1

00.81

0.81

5、反应曲线的交点(0,0)、(1,1)、(0.8,0.8)→该博弈的混合策略Nash 均衡(2分) 四、假定甲、乙两寡头垄断的市场需求函数是Q=12-P ,生产成本为零。如果两厂商都只能要么生产垄断产量的一半,要么生产古诺产量,证明这是一个囚犯困境型的博弈。(20分) 参考答案

1)垄断产量和垄断利润的计算(5分)

由于假定生产成本为零,所以利润π=TR -TC= TR

2

π=TR=PQ =(a -Q )Q=aQ-Q 令π′=0;即a -2Q=0 → Q=a/2 →所以q 甲=a/4,q 乙=a/4 ∵Q=12-P ∴P=a -Q=a-a/2=a/2

2

π甲= Pq甲=a/2×a/4=a/8

2

π乙= Pq乙=a/2×a/4=a/8

2)古诺产量和利润的计算(5分) 根据已知条件P=a -Q=a-q 1-q 2;c=0 所以π甲=Pq1=(a -q 1-q 2)q 1

π乙=Pq2=(a -q 1-q 2)q 2 令π甲′= a-2q 1-q 2=0 π乙′=a-q 1-2q 2=0

2a a

可求得q 1=a/3 q 2=a/3 →Q=q1+q 2→P=a -Q=

33

a a a

π甲=Pq1= 339

2

a a a

π乙=Pq2=

339

a a a a 5a

3)如果一厂商生产垄断产量的一半 ,→P=a -Q=a-+ )=

4343125a a 5a

前者利润=× =

124485a a 5a

后者利润=× =

12336

(5分)

4)上述博弈用支付矩阵来表示就是:

a/4

a/4甲

a/3

22

2

a/3

a 2/8,a 2/85a 2/36,5a 2/48

5a 2/48,5a 2/36a 2/9,

a 2/9

垄断产量一半为a/4;古诺产量为a/3

1515a 5a 5a a ∵ =0.125≈0.139; ≈0.111,≈0.104→ < ,< [1**********]9

a a

∴两厂商垄断产量的一半都是相对于古诺产量的严格劣势策略;所以该博弈唯一的Nash

43a a a

均衡,也是严格优势策略均衡,是( ),这个Nash 均衡的双方的支付 ,显然不如双方都

339a a

采用 的支付 ,因此这个博弈是一个囚徒困境型的博弈

48

(5分)

五、考虑下述两个人玩的称为“力争上游”的卡片游戏:桌子上,面朝下放着3张卡片,分别写着1、2和3,甲先拿一张卡片,然后乙拿一张卡片,他们相互看不到对方写着的数字(但每人都清楚自己手上拿着的卡片上的数字)。现在,甲先动,他可以选择是否和乙交换卡片,如果甲选择交换,乙必须和他交换;然后乙行动,他可以选择是否和桌面上剩余的那张卡片交换。这一切做完之后,手上卡片数字小的人,输给手上卡片数字大的人1根火柴。试把这个游戏表达为序贯博弈,并求出Nash 均衡和博弈的结果。(20分)

参考答案:该博弈可分为6种情况(1、2各给4分,3、4、5、6各给3分)

1、甲取到3,乙取到1 ⑴该博弈的博弈树是:

1,2)

1,3)

3,2)

3,1)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

2

2

2222

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3

3,2)3,1)

(换,{换,换})对局(换,{换,不换})对局

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3)3,2)3,1)

(换,{不换,换})对局

(换,{不换,不换})对局

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3)3,2)3,1)

(不换,{换,换})对局(不换,{换,不换})对局

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3)3,2)3,1)

(不换,{不换,换})对局(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换});博弈的结果是(不换,换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换1,21,21,1,甲

不换,,1,,1

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。 1,2)

1,3)

3,2)

3,1)

2、甲取到3,乙取到2 ⑴该博弈的博弈树是:

2,1) 2,3)

3,1)

3,2)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

2,1)2

,1) 2,3)2,3)

3,1)3,1)

3,2)3,2)

(换,{换,不换})对局(换,{换,换})对局

2,1)2,1) 2,3)2,3)

3,1)3,1)

3,2)3,2)

(换,{不换,不换})对局(换,{不换,换})对局

2,1)2,3)3,1)3,2)

2,1)2,3)3,1)3,2

(不换,{换,换})对局

(不换,{换,不换})对局

2,1)2,3)3,1)3,2)

2,1)2,3)3,1)3,2)

(不换,{不换,换})对局(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(不换,{换,不换})和(不换,{不换,换}); 博弈的结果是(不换,不换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,不换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换 2,12,12,2,甲

不换,1,,1,

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,不换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。 2,1)

2,3)

3,1)

3,2

3、甲取到2,乙取到1 ⑴该博弈的博弈树是:

1,3)1,2)2,3)2,1)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

1,3)1

,3) 1,2)1,2)

2,3)2,3)

2,1)2,1)

(换,{换,不换})对局

(换,{换,换})对局

1,3)

1,3)

1,2)1,2)

2,3)2,3)

2,1)2,1)

(换,{不换,不换})

对局(换,{不换,换})对局

1,3)1,3)

1,2)1,2) 2,3)2,3)

2,1)2,1

(不换,

{换,不换})对局 (不换,{换,换})对局

1,3)1,3)

1,2)1,2) 2,3)2,3)

2,1)2,1)

(不换,{不换,不换})对局(不换,{不换,换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换}); 博弈的结果是(不换,换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换 1,1,1,21,2甲

不换,

,,,1

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(2,3),甲输乙1根火柴。 1,3)

1,2)

2,3)

2,1)

4、甲取到2,乙取到3 ⑴该博弈的博弈树是:

3,1)

3,2)

2,1)

2,3)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡 3,1)3,1)

3,2) 3,2) 2,1)2,1)

2,3) 2,3)

(换,{换,不换})对局(换,{换,换})对局

3,1)3,2)2,1)

3,1)3,2)2,1)

2,3)

(换,{不换,换})对局

2,3)

(换,{不换,不换})对局

3,1)3,2)2,1)2,3)

3,1)3,2)2,1)2,3)

(不换,{换,换})对局

(不换,{换,不换})

对局

3,1)3,2)2,1)2,3)

3,1)3,2)2,1)2,3)

(不换,{不换,换})对局

(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(换,{不换,换})和(换,{不换,不换}); 博弈的结果是(换,不换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(换,{不换,换})和(换,{不换,不换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换,1,1,,甲

不换2,12,2,12,3

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(换,不换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。 3,1)

3,2)

2,1)

2,3)

5、甲取到1,乙取到2 ⑴该博弈的博弈树是:

2,3)2,1)1,3)1,2)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

2,3)2,3) 2,1)2,1)

1,3)1,3)

1,2)1,2)

(换,{换,不换})对局

(换,{换,换})对局

2,3)

2,3)

2,1)2,1)

1,3) 1,3)

1,2)1,2)

(换,{不换,不换})对局

(换,{不换,换})对局

2,3)

2,3) 2,1)2,1)

1,3)1,3)

1,2)1,2)

(不换,{换,不换})

对局

(不换,{换,换})对局

2,3)2,3) 2,1)2,1)

1,3)1,3) 1,2)1,2)

(换,{不换,换})对局

(换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换 ,,,1,1甲

不换1,

1,21,1,2

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(2,3),甲输乙1根火柴。 2,3)

2,1)

1,3)

1,2)

6、甲取到1,乙取到3 ⑴该博弈的博弈树是: 3,2)

3,1)

1,2)

1,3

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

3,2)3,2) 3,1)3,1)

1,2)1,2) 1,3)1,3)

(换,{换,不换})对局(换,{换,换})对局

3,2)3,1)1,2)

3,2)3,1)1,2)

1,3)

(换,{不换,换})对局

1,3)

(换,{不换,不换})对局

3,2)3,1)1,2)1,3)

3,2)3,1)1,2)1,3)

(不换,{换,换})对局

(不换,{换,不换})对局

3,2)3,1)1,2)1,3)

3,2)3,1)1,2)1,3)

(不换,{不换,换})对局

(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换}) 方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换}) 乙

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换,,,1,1 甲

不换1,21,31,21,

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。

3,2)

3,1)

1,2)

1,3)

2011级经济学专业(1-2班)

《博弈论》期中考试试卷(开卷)

班级 学号 姓名 成绩

1、不能用铅笔答题,违反者按缺考处理;

2、开卷考试,给足够时间答题,请认真完成考试;卷面务必保持清楚整洁,每涂改一处扣10分; 3、每一道题的解务必写出完整的解题过程,没有过程,只有答案不给分; 4、如果发现雷同卷,一律按零分处理。

一、下面的支付矩阵表示一个两人的静态博弈。问当a 、b 、c 、d 、f 、g 、h 之间满足什么条件时,该博弈存在严格优势策略均衡(20分) 博弈方2

L R

U a ,b c ,d

博弈方1 e ,f g ,h D

参考答案:

1、严格优势策略均衡是由各博弈方的严格优势策略组成的策略组合。(2分)

2、对于博弈方1,如果a >e 且c >g ,则U 是相对于D 的严格优势策略;如果a <e 且c <g ,则D 是相对于U 的严格优势策略;(3分)

3、对于博弈方2,如果b >d 且f >h 则L 是相对于R 的严格优势策略;如果b <d 且f <h ,则R 是相对于L 的严格优势策略。(3分)

4、上述两个博弈方各自有两种严格优势策略的相对支付情况的组合,总共可能构成四种严格优势策略均衡:(12分)

1)如果a >e 且c >g ,b >d 且f >h ,严格优势策略均衡是(U ,L ) 2)如果a >e 且c >g ,b <d 且f <h ,严格优势策略均衡是(U ,R ) 3)如果a <e 且c <g ,b >d 且f >h ,严格优势策略均衡是(D ,L ) 4)如果a <e 且c <g ,b <d 且f <h ,严格优势策略均衡是(D ,R )

(在求解本题时,如果前面三点没有写,但这四条都能写出来,可以按每条5分计算,共20分)

二、一个工人给一个老板干活,工资标准是100元。工人可以选择是否偷懒,老板则选择是否克扣工资。假设工人不偷懒有相当于50元的负效用,老板想克扣工资总有借口扣掉60元工资,工人不偷懒老板有150元产出,而工人偷懒时老板只有80元产出,但老板在支付工资之前无法知道实际产出,这些情况是双方都知道的。请问:(1)如果老板完全能够看出工人是否偷懒,博弈属于哪种类型?请用支付矩阵或博弈树表示该博弈(要求按教材给出的格式来表示,并求出博弈的所有Nash 均衡及博弈的结果(2)如果老板无法看出工人是否偷懒,博弈属于哪种类型?请用支付矩阵或博弈树表示该博弈(要求按教材给出的格式来表示,并求出博弈的均衡解。(共30分) 参考答案

(1)

①动态博弈、完全信息的动态博弈、完全且完美信息的动态博弈(2分) ②该博弈的博弈树是:(2分) 40,40)

100,-20) -10,110)

50,50)

③用以下两种方法可求出该博弈的所有Nash 均衡(16分)

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡(偷懒,{克扣,克扣}) 40,40)40

,40) 100,-20)100,-20) -10,110)-10,110)

50,50)

50,50)

(偷懒,{克扣,克扣})对局(偷懒,{克扣,不克扣})对局

40,40) 40,40)

100,-20)100,-20)

-10,110)-10,110)

50,50)50,50)

(偷懒,{不克扣,克扣})对局(偷懒,{不克扣,不克扣})对局

40,40)40,40)

100,-20)100,-20) -10,110)-10,110)

50,50

)50,50)

(不偷懒,{克扣,克扣})对局(不偷懒,{克扣,不克扣})对局

40,40)100,-20)-10,110)50,50)

(不偷懒,{不克扣,克扣})对局

40,40)100,-20)-10,110)50,50)

(不偷懒,{不克扣,不克扣})对局

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(偷懒,{克扣,克扣})

老板

{克扣,克扣}{克扣,不克扣}

{不克扣,克扣}{不克扣,不克扣}

偷懒,

40,,-20,-20

工人

不偷懒-10,,50-10,50,50

④博弈的结果:用倒推法(剪枝法)求得该博弈的结果是(偷懒,克扣)(4分)

40,40)

100,-20) -10,110) 50,50)

(2)

①静态博弈、完全信息静态博弈 (2分) ②该博弈的支付矩阵是:(2分)

老板

偷懒

工人

③用划线法可求出该博弈的Nash 均衡是(偷懒,克扣) (2分) (本题也可以用反应函数法来做)

老板

克扣不克扣q 1-q

偷懒P

40,40-10,110

100,-2050,50

工人

不偷懒1-P

解:设工人、老板选择纯策略的概率如上图所示 1)求期望支付函数

U 工人=40pq+100p (1-q )-10(1-p )q +50(1-p )(1-q )

=40pq+100p -100pq -10q +10pq +50-50p -50q +50pq =50p-60q +50

U 老板=40pq-20p (1-q )+110(1-p )q +50(1-p )(1-q )

=40pq-20p +20pq +110q -110pq +50-50p -50q +50pq =60q-70p +50

2)根据期望支付函数写出反应函数 p=1 q=[0,1] q=1 p=[0,1] 3)作图

,1)

4)图中交点(1,1)即该博弈的混合Nash 均衡→(偷懒,克扣)

三、在一条狭窄的巷子里,两个年轻人骑着自行车相向而行。每人都有两个策略,即或者选择“冲过去”或者选择“避让”。如果选择“避让”,不管对方采取什么策略,他得到的收益都是0。如果其中一人采取“冲过去”的策略,如果对方采取“避让”,那么他得到的支付是9;如果对方不避让,那么他得到的支付是-36。请用反应函数法求出该博弈的全部纳什均衡。(10分) 参考答案

1、由所给条件可求得支付矩阵(如下图);用划线法可求得这个博弈有两个纯策略Nash 均衡(避让,冲过去)、(冲过去,避让)(2分)

避让

2、根据支付矩阵求期望支付函数;设甲、乙选择纯策略的概率如下图所示(2分) 乙 避让冲过去

q 1-q

0,00,9 避让P

冲过去1-P

9,0-36,-36

u 甲=9(1-p )q -36(1-p )(1-q ) =9q-9pq -36+36p +36q -36pq =-45pq +36p +45q -36

=-9p (5q -4)+45q -36 u 乙=9p(1-q )-36(1-p )(1-q ) =9p-9pq -36+36p +36q -36pq =-45pq +36q +45p -36 =-9q (5p -4)+45p -36

3、根据期望支付函数写出反应函数(2分) 甲的反应函数

p=0 当q <0.8 p=[0,1] 当q =0.8 p=1 当q >0.8 乙的反应函数

q=0 当p <0.8 q=[0,1] 当p =0.8 q=1 当p >0.8

4、根据反应函数画反应函数曲线(2分)

q

10.8

q

10.8

q

10.8

1

00.81

0.81

5、反应曲线的交点(0,0)、(1,1)、(0.8,0.8)→该博弈的混合策略Nash 均衡(2分) 四、假定甲、乙两寡头垄断的市场需求函数是Q=12-P ,生产成本为零。如果两厂商都只能要么生产垄断产量的一半,要么生产古诺产量,证明这是一个囚犯困境型的博弈。(20分) 参考答案

1)垄断产量和垄断利润的计算(5分)

由于假定生产成本为零,所以利润π=TR -TC= TR

2

π=TR=PQ =(a -Q )Q=aQ-Q 令π′=0;即a -2Q=0 → Q=a/2 →所以q 甲=a/4,q 乙=a/4 ∵Q=12-P ∴P=a -Q=a-a/2=a/2

2

π甲= Pq甲=a/2×a/4=a/8

2

π乙= Pq乙=a/2×a/4=a/8

2)古诺产量和利润的计算(5分) 根据已知条件P=a -Q=a-q 1-q 2;c=0 所以π甲=Pq1=(a -q 1-q 2)q 1

π乙=Pq2=(a -q 1-q 2)q 2 令π甲′= a-2q 1-q 2=0 π乙′=a-q 1-2q 2=0

2a a

可求得q 1=a/3 q 2=a/3 →Q=q1+q 2→P=a -Q=

33

a a a

π甲=Pq1= 339

2

a a a

π乙=Pq2=

339

a a a a 5a

3)如果一厂商生产垄断产量的一半 ,→P=a -Q=a-+ )=

4343125a a 5a

前者利润=× =

124485a a 5a

后者利润=× =

12336

(5分)

4)上述博弈用支付矩阵来表示就是:

a/4

a/4甲

a/3

22

2

a/3

a 2/8,a 2/85a 2/36,5a 2/48

5a 2/48,5a 2/36a 2/9,

a 2/9

垄断产量一半为a/4;古诺产量为a/3

1515a 5a 5a a ∵ =0.125≈0.139; ≈0.111,≈0.104→ < ,< [1**********]9

a a

∴两厂商垄断产量的一半都是相对于古诺产量的严格劣势策略;所以该博弈唯一的Nash

43a a a

均衡,也是严格优势策略均衡,是( ),这个Nash 均衡的双方的支付 ,显然不如双方都

339a a

采用 的支付 ,因此这个博弈是一个囚徒困境型的博弈

48

(5分)

五、考虑下述两个人玩的称为“力争上游”的卡片游戏:桌子上,面朝下放着3张卡片,分别写着1、2和3,甲先拿一张卡片,然后乙拿一张卡片,他们相互看不到对方写着的数字(但每人都清楚自己手上拿着的卡片上的数字)。现在,甲先动,他可以选择是否和乙交换卡片,如果甲选择交换,乙必须和他交换;然后乙行动,他可以选择是否和桌面上剩余的那张卡片交换。这一切做完之后,手上卡片数字小的人,输给手上卡片数字大的人1根火柴。试把这个游戏表达为序贯博弈,并求出Nash 均衡和博弈的结果。(20分)

参考答案:该博弈可分为6种情况(1、2各给4分,3、4、5、6各给3分)

1、甲取到3,乙取到1 ⑴该博弈的博弈树是:

1,2)

1,3)

3,2)

3,1)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

2

2

2222

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3

3,2)3,1)

(换,{换,换})对局(换,{换,不换})对局

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3)3,2)3,1)

(换,{不换,换})对局

(换,{不换,不换})对局

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3)3,2)3,1)

(不换,{换,换})对局(不换,{换,不换})对局

1,2)1,3)3,2)3,1)

1,2)1,3)3,2)3,1)

(不换,{不换,换})对局(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换});博弈的结果是(不换,换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换1,21,21,1,甲

不换,,1,,1

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。 1,2)

1,3)

3,2)

3,1)

2、甲取到3,乙取到2 ⑴该博弈的博弈树是:

2,1) 2,3)

3,1)

3,2)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

2,1)2

,1) 2,3)2,3)

3,1)3,1)

3,2)3,2)

(换,{换,不换})对局(换,{换,换})对局

2,1)2,1) 2,3)2,3)

3,1)3,1)

3,2)3,2)

(换,{不换,不换})对局(换,{不换,换})对局

2,1)2,3)3,1)3,2)

2,1)2,3)3,1)3,2

(不换,{换,换})对局

(不换,{换,不换})对局

2,1)2,3)3,1)3,2)

2,1)2,3)3,1)3,2)

(不换,{不换,换})对局(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(不换,{换,不换})和(不换,{不换,换}); 博弈的结果是(不换,不换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,不换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换 2,12,12,2,甲

不换,1,,1,

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,不换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。 2,1)

2,3)

3,1)

3,2

3、甲取到2,乙取到1 ⑴该博弈的博弈树是:

1,3)1,2)2,3)2,1)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

1,3)1

,3) 1,2)1,2)

2,3)2,3)

2,1)2,1)

(换,{换,不换})对局

(换,{换,换})对局

1,3)

1,3)

1,2)1,2)

2,3)2,3)

2,1)2,1)

(换,{不换,不换})

对局(换,{不换,换})对局

1,3)1,3)

1,2)1,2) 2,3)2,3)

2,1)2,1

(不换,

{换,不换})对局 (不换,{换,换})对局

1,3)1,3)

1,2)1,2) 2,3)2,3)

2,1)2,1)

(不换,{不换,不换})对局(不换,{不换,换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换}); 博弈的结果是(不换,换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换 1,1,1,21,2甲

不换,

,,,1

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(2,3),甲输乙1根火柴。 1,3)

1,2)

2,3)

2,1)

4、甲取到2,乙取到3 ⑴该博弈的博弈树是:

3,1)

3,2)

2,1)

2,3)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡 3,1)3,1)

3,2) 3,2) 2,1)2,1)

2,3) 2,3)

(换,{换,不换})对局(换,{换,换})对局

3,1)3,2)2,1)

3,1)3,2)2,1)

2,3)

(换,{不换,换})对局

2,3)

(换,{不换,不换})对局

3,1)3,2)2,1)2,3)

3,1)3,2)2,1)2,3)

(不换,{换,换})对局

(不换,{换,不换})

对局

3,1)3,2)2,1)2,3)

3,1)3,2)2,1)2,3)

(不换,{不换,换})对局

(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(换,{不换,换})和(换,{不换,不换}); 博弈的结果是(换,不换)

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(换,{不换,换})和(换,{不换,不换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换,1,1,,甲

不换2,12,2,12,3

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(换,不换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。 3,1)

3,2)

2,1)

2,3)

5、甲取到1,乙取到2 ⑴该博弈的博弈树是:

2,3)2,1)1,3)1,2)

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

2,3)2,3) 2,1)2,1)

1,3)1,3)

1,2)1,2)

(换,{换,不换})对局

(换,{换,换})对局

2,3)

2,3)

2,1)2,1)

1,3) 1,3)

1,2)1,2)

(换,{不换,不换})对局

(换,{不换,换})对局

2,3)

2,3) 2,1)2,1)

1,3)1,3)

1,2)1,2)

(不换,{换,不换})

对局

(不换,{换,换})对局

2,3)2,3) 2,1)2,1)

1,3)1,3) 1,2)1,2)

(换,{不换,换})对局

(换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换 ,,,1,1甲

不换1,

1,21,1,2

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(2,3),甲输乙1根火柴。 2,3)

2,1)

1,3)

1,2)

6、甲取到1,乙取到3 ⑴该博弈的博弈树是: 3,2)

3,1)

1,2)

1,3

⑵求该博弈的Nash 均衡

方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除确定法求出该博弈的Nash 均衡

3,2)3,2) 3,1)3,1)

1,2)1,2) 1,3)1,3)

(换,{换,不换})对局(换,{换,换})对局

3,2)3,1)1,2)

3,2)3,1)1,2)

1,3)

(换,{不换,换})对局

1,3)

(换,{不换,不换})对局

3,2)3,1)1,2)1,3)

3,2)3,1)1,2)1,3)

(不换,{换,换})对局

(不换,{换,不换})对局

3,2)3,1)1,2)1,3)

3,2)3,1)1,2)1,3)

(不换,{不换,换})对局

(不换,{不换,不换})对局

8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换}) 方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后用§2介绍的划线法求Nash 均衡。该博弈的Nash 均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换}) 乙

{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}

换,,,1,1 甲

不换1,21,31,21,

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(3,2),乙输甲1根火柴。

3,2)

3,1)

1,2)

1,3)


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