《運籌學(xué)教程》第五版運籌學(xué)6對策論矩陣對策課件

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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2015/3/30,#,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,基本,概念,對策論又稱博弈論,,研究,沖突對抗條件下最優(yōu)決策問題的理論。,策略,形勢:,不完全競爭條件下的對抗行為,,各方收益由自身行為和其他方行為共同決定。,基本要素,局中人(,I,),:有權(quán)決定自己行動方案的對策參加者,理性人,策略,集(,S,),:供局中人選擇的實際可行完整行動方案的集合,,一局對策中,各局中人選定策略的集合,稱,局勢,贏得函數(shù)(,H(s),),:,對于任一局勢,局中人的贏

2、得值。,支付函數(shù),嚴格占優(yōu)策略,/,嚴格劣勢,策略,上策均衡,/,納什,均衡,基本概念對策論又稱博弈論,研究沖突對抗條件下最優(yōu)決策問題的理,1,典型案例和重要結(jié)論,結(jié)論,1,:不要選擇嚴格劣勢策略,。,結(jié)論,2,:個人理性選擇導(dǎo)致非最優(yōu)。,結(jié)論,3,:學(xué)會換位思考,。,囚徒困境,智豬博弈,求解方法:刪除嚴格劣勢策略,典型案例和重要結(jié)論結(jié)論1:不要選擇嚴格劣勢策略。,2,矩陣對策的基本理論,矩陣對策的基本理論,3,局中人個數(shù):二個,多個,策略集中的個數(shù):有限,無限,支付,/,贏得代數(shù)和:零和,非零和,局中人是否合作:非合作,合作,局中人行動時間:靜態(tài),動態(tài),局中人對他者信息了解程度:完全信息,非

3、完全信息,對策次數(shù):單次,重復(fù),對策,/,博弈分類,局中人個數(shù):二個,多個對策/博弈分類,4,課程目標,理解并掌握矩陣對策的純策略,理解,并掌握,矩陣對策的混合策略,掌握矩陣對策的求解方法,課程目標 理解并掌握矩陣對策的純策略,5,矩陣對策的策略,純策略:確定,的選擇某,策略,混合策略:以,某一概率分布選擇各策略。,矩陣對策的策略 純策略:確定的選擇某策略,6,矩陣對策的純策略,的贏得,矩陣,或,的,支付矩陣,的贏得矩陣為,-A,。,1,、矩陣對策的一般表達,矩陣對策的純策略的贏得矩陣1、矩陣對策的一般表達,7,矩陣對策的純策略,例:,田忌賽馬,局中人:田忌(,I,)、齊王(,II,),S,1

4、,=,(上、中、下),(上、下、中),(中、上、下),,(中、下、上),(下、中、上),(下、上、中),=,S,2,1,、矩陣對策的一般表達,矩陣對策的純策略例:田忌賽馬1、矩陣對策的一般表達,8,矩陣對策的純策略,-8,2,-10,-3,9,2,6,理智,行為:,從各自最不利情形中選擇最有利,I,:最大最小,原則,II,:最小最大原則,平衡局勢:,雙方均可接受,且對雙方都是最穩(wěn)妥的結(jié)果。,(,2,,,2,),,局中人,I,和,II,的最優(yōu)純策略。,2,、矩陣對策解的引例,矩陣對策的純策略-89 2 6理智行為:,9,矩陣對策的純策略,從上例看出,矩陣,A,中平衡局勢(,2,,,2,)對應(yīng)的元

5、素,a,22,既是其所在行的最小元素,也是其所在列的最大元素,即有,a,i2,a,22,a,2j,i=1,2,3,4 j=1,2,3,3,、矩陣對策的最優(yōu)純策略,矩陣對策的純策略 從上例看出,矩陣A中平衡局勢,10,矩陣對策的純策略,1,2,3,1,3,7 4 6,3,、矩陣對策的最優(yōu)純策略,矩陣對策的純策略13 7 4,11,矩陣對策的純策略,對于一個對策,G,=,S,1,S,2,A,若,有,則稱局勢(,i,*,j,*,)為對策,G,的,鞍點,,,V=a,i*j*,為,對策,G,的值。,注:在,矩陣中,一個數(shù)在所在行中是最大值,在所在列中是最小值,則被稱為,鞍點,。,4,、矩陣對策的鞍點與解

6、,矩陣對策的純策略對于一個對策G=S1,S2,A,若,12,矩陣對策的純策略,多鞍點與無鞍點對策,例,:,設(shè)有一矩陣對策如下,求它的解。,局勢,(,1,2,),(,1,4,),,(,3,2,),(,3,4,)均構(gòu)成鞍點,此對策有多個解。,4,、矩陣對策的鞍點與解,矩陣對策的純策略多鞍點與無鞍點對策局勢(1,2),(,13,矩陣對策的純策略,性質(zhì),1,:無差別性,若,(,i,1,,,j,1,),和,(,i,2,,,j,2,),是對策,G,的兩個解,則,a,i,1,j,1,=a,i,2,j,2,性質(zhì),2,:可交換性,若(,i,1,,,j,1,)和(,i,2,,,j,2,),是對策,G,的兩個解,,

7、則,(,i,1,,,j,2,),和,(,i,2,,,j,1,),也是,對策,G,的兩個,解。,矩陣對策,的值唯一。,即當(dāng)一個局中人選擇了最優(yōu)純策略后,他的贏得值不依賴于對方的純策略,。,5,、矩陣對策純策略的性質(zhì),矩陣對策的純策略性質(zhì)1:無差別性5、矩陣對策純策略的性質(zhì),14,作業(yè),P385,習(xí)題,12.2,12.3,12.4,作業(yè)P385 習(xí)題,15,矩陣對策的混合策略,3,4,5,6,無鞍點,1,、混合策略,35 6無鞍點1、混合策略,16,矩陣對策的混合策略,1,、混合策略,1、混合策略,17,矩陣對策的混合策略,2,、混合局勢,3,、贏得期望,4,、混合策略對策模型,2、混合局勢3、贏

8、得期望4、混合策略對策模型,18,矩陣對策的混合策略,5,、最優(yōu)混合策略,設(shè) ,是矩陣對策 的混合擴充。,5、最優(yōu)混合策略設(shè),19,矩陣對策的混合策略,5,、最優(yōu)混合策略,5、最優(yōu)混合策略,20,矩陣對策的混合策略,定理,2,:,矩陣對策,G,在混合策略意義下有解的充要條件是:,存在 ,使得對于任意 ,有,2,、最優(yōu)混合策略,定理2:矩陣對策G在混合策略意義下有解的充要條件是:2、最優(yōu),21,矩陣對策的混合策略,3,、最優(yōu)混合策略解,的引例,3、最優(yōu)混合策略解的引例,22,矩陣對策的解法,矩陣對策的解法,23,例:求解矩陣對策,G=,其中,解:,(,1,)不存在鞍點,為混合策略求解問題。,(,

9、2,)圖解法求解,設(shè)局中人,I,的混合策略為(,x,1-x,),T,,。,0,1,I,I,II,II,數(shù)軸上坐標為,0,和,1,的兩點分別做兩條垂線,I-I,和,II-II,。,畫,出局中人,II,的不同策略下局中人,I,的贏得線段。,2,5,7,2,3,11,1,=2x+7(1-x),2,=3x+5(1-x),3,=11x+2(1-x),圖解法,僅適用于贏得矩陣為,2n,或,m2,階的矩陣對策問題。,1,:v,1,1,=2x+7(1-x),2,:,v,1,2,=3x+5(1-x,),3,:,v,1,3,=11x+2(1-x,),例:求解矩陣對策G=,其中,24,由于局中人,II,理性,局中人

10、,I,從最少可能收入中選擇最大的一個,為局中人,I,的最優(yōu)對策。,B,2,求解方程組可得最優(yōu)混合策略和矩陣對策的值。,圖解法,0,1,I,I,II,II,2,5,7,2,3,11,1,=2x+7(1-x),2,=3x+5(1-x),3,=11x+2(1-x),B,1,B,2,B,3,B,4,聯(lián)立過,B,2,點兩,條直線的方程組為,可解得,則,局中人,I,的最優(yōu)策略為,由圖可見局中人,II,的混合策略只有,2,和,3,組成。,由于局中人II理性,局中人I從最少可能收入中選擇最大的一個,25,設(shè)局中人,II,的最優(yōu)混合策略為 ,且,P365,例,10,圖解法,求局中人,II,的最優(yōu)混合策略。,同理

11、,可得局中人,II,的贏得,,1,:v,2,1,=3y,2,+11y,3,2,:,v,2,2,=5y,2,+2y,3,畫出贏得線段,見右圖,0,1,y,y,*,3,1,11,5,2,2,局中人,I,理性,局中人,II,取最大損失的最小值,聯(lián)立方程組可得,解得,設(shè)局中人II的最優(yōu)混合策略為,26,方程組法,定理:,設(shè) ,則 為,G,的解的充要條件是:,存在數(shù),v,,使得,x,*,y,*,分別,是下列不等式組的解,且,v=V,G,。,若,x,i,*,y,j,*,均不為,0,,則上述不等式的求解即可轉(zhuǎn)化為下列兩個方程組的求解問題。,注:,若上述,兩個方程組存在非負解,x,*,y,*,,即矩陣對策的解

12、。若不存在非負解,則將上述方程組中的某些等式轉(zhuǎn)化為不等式,繼續(xù)求解。,由于事先假設(shè),x,i,*,y,j,*,均不為,0,,故,當(dāng)最優(yōu)策略的某些分量為,0,時,方程組可能無解,因此該方法具有一定的局限性。,定理:設(shè) ,則,27,方程組法,例:求解矩陣對策,G=,其中,A,為,解:(,1,)刪除劣勢策略,得到,無鞍點,和,(,2,)構(gòu)造方程組,例:求解矩陣對策G=,其中,28,線性規(guī)劃法,注:,適用于所有,a,ij,0,若存在,a,ij,0,,可取一充分大的,M,0,,使得,M,+,a,ij,0,注:適用于所有aij0,29,線性規(guī)劃法,例:兩人“石頭、剪刀、布”矩陣對策求解,解:,(,X,*,,,Y,*,),為,矩陣對策的解,例:兩人“石頭、剪刀、布”矩陣對策求解(X*,Y*)為矩陣對,30,作業(yè),P386,習(xí)題,12.5,12.6,12.7,作業(yè)P386 習(xí)題,31,Q&A,Q&A,32,33,謝謝!,33謝謝!,34,34,

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