数学建模讲座之博弈论(一)
- 格式:ppt
- 大小:1.38 MB
- 文档页数:40
博弈论的数学模型作者:竺可桢学院01混合班王大方何霈邹铭摘要博弈论现在得到了广泛的应用,涉及到人的决策问题都可以用博弈论的模型加以解释。
本文首先用数学的方法表述实际生活中的博弈行为,并导出一般情况下的博弈的结果,进而讨论一些不同的外部约束条件对博弈过程的影响。
我们用经济学中的垄断竞争现象作为博弈问题的一个实例,讨论生产者在不同状态下的决策,进而分析双方共谋的动机和可能性。
(一)基本博弈模型的建立一, 博弈行为的表述博弈的标准式包括:1.1.博弈的参与者。
2.2.每一个参与者可供选择的战略集。
3.3.针对所有参与者可能选择的战略组合,每一个参与者获得的利益在n人博弈中,用Si为参与者i的可以选择战略空间,其中任意一个特定的纯战略为s i,其中任意特定的纯战略为s i,s i∈Si,n元函数u i(s1,s2,……s n), 当n个博弈者的决策为s1,s2,……s n时,表示第I各参与者的收益函数。
二, 博弈的解当博弈进入一个稳定状态时,参与者选择的战略必然是针对其他参与者既定战略的最优反应,在此状态下没有人愿意单独背离当前的局势。
这个局势叫纳什均衡:在n个参与者标准式博弈,G={ S1,S2,……S n;u1,u2,……u n}中,若战略组合{s1*,s2*,……s n*}满足对每一个参与者i,s i*是针对{ s1*,s2*,……s i-1*,s i+1*……s n*}的最优反应战略,,目标战略组合{s1*,s2*,……s n*}为该博弈的纳什均衡。
即:u i { s1*,s2*,……s i-1*,s i*,s i+1*……s n*}≥u i { s1*,s2*,……s i-1*,s i,s i+1*……s n*},对一切s i∈Si均成立。
纳什于1950年证明在任何有限个参与者,且每个参与者可选择的纯战略为有限个的博弈中,均存在纳什均衡。
(包括混合战略)混合战略指认某种概率分布来取一个战略空间中的战略,在本文中不加讨论。
博弈论的概念博弈论又被称为对策论(Games Theory),是研究具有斗争或竞争性质现象的理论和方法,它既是现代数学的一个新分支,也是运筹学的一个重要学科。
博弈论是指某个个人或是组织,面对一定的环境条件,在一定的规则约束下,依靠所掌握的信息,从各自选择的行为或是策略进行选择并加以实施,并从各自取得相应结果或收益的过程,在经济学上博弈论是个非常重要的理论概念。
博弈论的发展博弈论思想古已有之,我国古代的《孙子兵法》就不仅是一部军事著作,而且算是最早的一部博弈论专著。
博弈论最初主要研究象棋、桥牌、赌博中的胜负问题,人们对博弈局势的把握只停留在经验上,没有向理论化发展,正式发展成一门学科则是在20世纪初。
1928年冯·诺意曼证明了博弈论的基本原理,从而宣告了博弈论的正式诞生。
1944年,冯·诺意曼和摩根斯坦共著的划时代巨著《博弈论与经济行为》将二人博弈推广到n人博弈结构并将博弈论系统的应用于经济领域,从而奠定了这一学科的基础和理论体系。
谈到博弈论就不能忽略博弈论天才纳什,纳什的开创性论文《n人博弈的均衡点》(1950),《非合作博弈》(1951)等等,给出了纳什均衡的概念和均衡存在定理。
此外,塞尔顿、哈桑尼的研究也对博弈论发展起到推动作用。
今天博弈论已发展成一门较完善的的学科。
博弈论的基本概念博弈要素(1)局中人:在一场竞赛或博弈中,每一个有决策权的参与者成为一个局中人。
只有两个局中人的博弈现象称为“两人博弈”,而多于两个局中人的博弈称为“多人博弈”。
(2)策略:一局博弈中,每个局中人都有选择实际可行的完整的行动方案,即方案不是某阶段的行动方案,而是指导整个行动的一个方案,一个局中人的一个可行的自始至终全局筹划的一个行动方案,称为这个局中人的一个策略。
如果在一个博弈中局中人都总共有有限个策略,则称为“有限博弈”,否则称为“无限博弈”。
(3)得失:一局博弈结局时的结果称为得失。
每个局中人在一局博弈结束时的得失,不仅与该局中人自身所选择的策略有关,而且与全局中人所取定的一组策略有关。