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)
乙
避让
甲
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
甲
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
乙
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})
乙
{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})
乙
{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})
乙
{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})
乙
{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})
乙
{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)
乙
避让
甲
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
甲
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
乙
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})
乙
{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})
乙
{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})
乙
{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})
乙
{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})
乙
{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)