平新乔《微观经济学十八讲》课后习题详解(第10讲 策略性博弈与纳什均衡)

内容发布更新时间 : 2024/11/17 4:35:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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(低质量)。相应的利润由如下收益矩阵(表10-5)给出:

表10-5 巧克力商的博弈

(1)如果有的话,哪些结果是纳什均衡?

(2)如果各企业的经营者都是保守的,并都采用最大最小化策略,结果如何? (3)合作的结果是什么?

(4)哪个厂商从合作的结果中得好处最多?哪个厂商要说服另一个厂商需要给另一个厂商多少好处?

解:(1)纳什均衡的结果是(高,低)和(低,高),相应的收益分别为(100,800)和(900,600)。

(2)如果1选择低,则有min??20,900???20;如果1选择高,则有min?100,50??50。 因此如果1想要最大化它的最小支付,其最优决策为:

max?min??20,900?,min?100,50???max??20,50??50

所以1会选择高。类似的分析表明2也会选择高,因此两个人都采用最大最小策略的均衡结果为(高,高),相应的支付为(50,50)。

(3)如果双方进行合作,那么他们的目标就是总利润最大化,这样最终的结果就是(低,高),相应的支付为(900,600)。

(4)厂商1从合作的结果中获得的好处多。为了使得厂商2不选择另外一个纳什均衡(高,低),厂商1应当给厂商2一笔800?600?200的支付。

8.考虑在c,f,g,三个主要汽车生产商之间的博弈。每一个厂商可以生产要么大型车,要么小型车,但不可同时生产两种型号的车。即,对于每一个厂商i,i?c,f,g,他的行动集合为AI??SM,LG?。用?i代表i所选择的行动,?iAI,?I??c,?f,?g?代表厂商i的利润。假设,每个厂商的利润函数定义如下:

?i??,如果?j?LG,j?c,f,g;

?,如果?j?SM, j?c,f,g; ?,如果?i?LG,且?j?SM,j?i; ?,如果?i?SM,且?j?LG,j?i;

?,如果?i??j?LG,且?k?SM,j?k?i;

β,如果?i??j?SM,且?k?LG,j?k?i;

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(1)当??????0时,是否存在纳什均衡?请证明。 (2)当??????0时,是否存在纳什均衡?请证明。 证明:该博弈的支付矩阵如表10-6和10-7所示。

表10-6 G汽车厂生产SM型汽车

表10-7 G汽车厂生产LG型的汽车

(1)该博弈存在纳什均衡。首先考虑三家选择的行动相同,那么任一个厂家都将得到数量为?的利润。因为?????,所以任何厂商只要选择和其他两个工厂生产不同型号的产品,就可以获得更高的利润,所以三家工厂生产相同的产品不是纳什均衡。如果三个工厂生产不同的产品,比如说??c,?f,?g???SM,LG,SM?,因为?????,所以C厂已经获得了它可能获得的最高利润,因此它不会背叛;给定其他厂商的选择,F厂生产LG型号的汽车只能获得数量为?的利润,高于它生产SM型号的汽车获得的数量为?的利润,所以F厂也不会背叛;给定其他厂商的选择,G厂在生产两种型号的汽车之间是没有差异的,因为无论那种情况下,他都只能获得数量为?的利润,所以G厂同样不会背叛。

综上可知??c,?f,?g???SM,LG,SM?是一个纳什均衡。类似的分析表明,只要三个工厂生产不同的产品,就是纳什均衡。

(2)只要三个工厂生产的汽车型号不完全相同,这样的结果就是纳什均衡。分析类似于第(1)问。

9.考虑下列策略型博弈(表10-8):

表10-8 博弈的支付矩阵

请问,该博弈里有几个均衡?为什么? 答:(1)该博弈的纯策略均衡为(D,R)。

(2)下面分析混合策略均衡。设参与人A分别选择策略U、M和D的概率为?p1,p2,p3?;设参与人B分别选择策略L、M和R的概率为?q1,q2,q3?;下面分三种情况讨论:

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①达到混合均衡时,如果参与人A分别选择策略U、M和D的概率都严格大于零,那么他选择策略U、M和D的期望收益就要相等,即:q1?2q2??2q1?q2?q3

从而解得q1?q2??q3,矛盾,所以对参与人B而言,不存在使得q1,q2,q3同时大于零的混合均衡;对参与人A也有类似的结论成立。

②尽管如此,以上的分析并不能说明不存在混合均衡。因为达到均衡时,有可能存在参与人选择某一行动的概率为零的可能。对A而言,在U、M、D三个行动中选择某一行动的概率等于零的情况共有三种可能。对B也是一样,这样均衡时共有九种可能的情况,下面分别讨论:

a.A选择行动D的概率为零,B选择行动R的概率为零,即p3?q3?0,从而得到如表10-9所示的支付矩阵:

表10-9 博弈的支付矩阵

达到均衡时,A选择M和U应当得到相同的期望支付,即q1?2q2??2q1?q2,整理得到q1?q2;又因为q3?0,所以q1?q2?1。从而解得q1?q2?0.5;同理可得p1?p2?0.5。所以?q1?0.5,q2?0.5,q3?0?和?p1?0.5,p2?0.5,p3?0?就是一个混合均衡。

b.A选择行动D的概率为零,B选择行动M的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

c.A选择行动D的概率为零,B选择行动L的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

d.A选择行动M的概率为零,B选择行动R的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

e.A选择行动M的概率为零,B选择行动M的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

f.A选择行动M的概率为零,B选择行动L的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

g.A选择行动U的概率为零,B选择行动R的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

h.A选择行动U的概率为零,B选择行动M的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

i.A选择行动U的概率为零,B选择行动L的概率为零,采用类似于①的做法可知,在这种情况下,不存在混合均衡。

综合上述分析可知,唯一的混合均衡就是:?A??0.5,0.5,0?,?B??0.5,0.5,0?。 ③均衡时,如果A选择某两个行动的概率都等于零,即A只能选择一个行动。这就要求在B的行动中,至少有一对行动可以给自己带来相同的支付,但是由支付矩阵可知,这一条件并不满足,这样均衡时,B也只能选择一个行动,这就退化成了纯策略均衡。所以A选择某两个行动的概率都等于零的混合均衡是不存在的;同理B选择某两个行动的概率都等于零的混合均衡也是不存在的。

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综合上述分析可知,该博弈只有唯一的混和均衡,即:

?q1?0.5,q2?0.5,q3?0?和?p1?0.5,p2?0.5,p3?0?

10.考虑如表10-10和10-11所示的策略型博弈

表10-10 参与人3选择A时的支付矩阵

表10-11 参与人3选择B时的支付矩阵

每一格左边的数字是游戏者1的得益,中间的数字为游戏者2的得益,右边的数字为游戏者3的得益。游戏者3的策略是选A矩阵或选B矩阵。

(1)上述博弈中有几个纯策略纳什均衡?为什么?

(2)如果三个游戏者中可以有两个人结盟共同对付另一个人,会出现什么结果? 解:(1)上述博弈中有两个纯策略纳什均衡。它们分别为(U,L,A)和(D,R,。对任意的参与人,给定其他两个参与者的行动,他的占优行动用下划线表示出来,由B)

此可以得到这两个纯策略纳什均衡。

(2)若三人中有两人结盟,则不外乎下面三种情况:

①参与人1和2结盟,支付矩阵如表10-12所示,该博弈的均衡是(DR,B)。

表10-12 参与人1和2结盟后博弈的支付矩阵

②参与人1和3结盟,支付矩阵如表10-13所示,该博弈的均衡是(UA,L)和(DB,。 R)

表10-13 参与人1和3结盟后博弈的支付矩阵

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