ゲーム理論の問題

$a,b,c,d$ を正の実数とする。プレイヤー 1 は戦略 $U,D$ のどちらかを、プレイヤー 2 は戦略 $L,R$ のどちらかを同時に選ぶ 2 人ゲームを考える。各戦略の組での利得（プレイヤー 1 の利得, プレイヤー 2 の利得）は次のとおりである。
$$(U,L):(a,0),(U,R):(0,c),(D,L):(0,d),(D,R):(b,0)$$
プレイヤー 1 が確率 $p$ で $U$、確率 $1-p$ で $D$ を選び、プレイヤー 2 が確率 $q$ で $L$、確率 $1-q$ で $R$ を選ぶ混合戦略の組を $(p,q)\in [0,1{]}^2$ で表し、2 人は独立に戦略を選ぶとする。$(p,q)$ が混合戦略のナッシュ均衡であるとは、$p$ が $q$ に対してプレイヤー 1 の期待利得を最大にし（$[0,1]$ の中で）、かつ $q$ が $p$ に対してプレイヤー 2 の期待利得を最大にすることをいう。

このゲームの混合戦略のナッシュ均衡はただ 1 つであり、その均衡におけるプレイヤー 1 の期待利得は $\frac{ab}{a+b}$ であることを証明せよ。

ある職場で、従業員（プレイヤー 1）は「働く（$W$）」か「怠ける（$S$）」かを、管理者（プレイヤー 2）は「検査する（$I$）」か「検査しない（$N$）」かを、互いの選択を知らずに同時に 1 回だけ選ぶ。利得は次の表のとおりである。各欄の左が従業員の利得、右が管理者の利得である。

$$\begin{array}{ccc}& I& N\\ W& (6,-1)& (6,2)\\ S& (0,-3)& (10,-10)\end{array}$$

このゲームのナッシュ均衡（混合戦略まで含める）はただ 1 つ存在する。この均衡における従業員の期待利得と管理者の期待利得を、この順に組で求めよ。

プレイヤー 1 は戦略 $U$ か $D$ を、プレイヤー 2 は戦略 $L$ か $R$ を、互いの選択を知らずに同時に 1 回だけ選ぶ。利得は次の表のとおりである。各欄の $(a,b)$ は、$a$ がプレイヤー 1 の利得、$b$ がプレイヤー 2 の利得を表す。

このゲームには純粋戦略ナッシュ均衡がなく、混合戦略ナッシュ均衡がただ 1 つ存在する。その均衡で、プレイヤー 1 が $U$ を選ぶ確率を $p$、プレイヤー 2 が $L$ を選ぶ確率を $q$ とする。$(p,q)$ をこの順に組で求めよ。

プレイヤー 1 は戦略 $U$ か $D$ を、プレイヤー 2 は戦略 $L$ か $R$ を、互いの選択を知らずに同時に 1 回だけ選ぶ。利得は次の表のとおりである。各欄は（プレイヤー 1 の利得, プレイヤー 2 の利得）を表す。

このゲームには純粋戦略ナッシュ均衡がなく、混合戦略ナッシュ均衡がただ 1 つある。その均衡で、プレイヤー 1 が $U$ を選ぶ確率を $p$、プレイヤー 2 が $L$ を選ぶ確率を $q$ とする。$(p,q)$ をこの順に求めよ。

サッカーのペナルティキックで、キッカー（プレイヤー 1）はシュートを「左（$L$）」か「右（$R$）」に蹴り、ゴールキーパー（プレイヤー 2）は「左（$L$）」か「右（$R$）」に跳ぶ。2 人は互いの選択を知らずに同時に 1 回だけ選ぶ。利得は次の表のとおりで、各欄は（キッカーの利得, キーパーの利得）を表す。

このゲームには純粋戦略ナッシュ均衡がなく、混合戦略ナッシュ均衡がただ 1 つある。その混合戦略ナッシュ均衡で、キッカーが $L$ を選ぶ確率を $p$、キーパーが $L$ を選ぶ確率を $q$ とする。$(p,q)$ をこの順に求めよ。