ゲーム理論の問題
プレイヤー 1 は行 のどれかを、プレイヤー 2 は列 のどちらかを、互いの選択を知らずに同時に選ぶ 2 人ゼロ和ゲームを考える。プレイヤー 1 が受け取る利得(プレイヤー 2 が支払う額)は次の表のとおりである。
両プレイヤーが混合戦略を使えるとき、このゲームの値(プレイヤー 1 の期待利得のマックスミニ値)を求めよ。
この問題で使うもの
- ゼロ和ゲームの値(鞍点と混合戦略)(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(10 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
まず純粋戦略で鞍点があるかを確かめ、なければプレイヤー 2 の混合戦略( を選ぶ確率 )を使って考えましょう。
ヒント 2
プレイヤー 2 が確率 で を選ぶとき、各行の期待利得は , , です。これらの最大値を最小にする を探します。
ヒント 3
と のグラフは で交わります。そのとき の期待利得がこれより小さいかを確かめましょう。
答えと解説
答えを見る
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解説を読む
純粋戦略の鞍点の有無
各行の最小値は , , で、その最大値は 。各列の最大値は , で、その最小値は 。 なので純粋戦略の鞍点はなく、混合戦略を考える。
プレイヤー 2 の側から(ミニマックス)
プレイヤー 2 が確率 で 、確率 で を選ぶ()とき、プレイヤー 1 の各行の期待利得は
プレイヤー 2 はこれらの最大値 を最小にしたい。
は増加、 は減少で、 となるのは 、そのときの値は である。 で の値は なので、。 では 、 では なので、 の最小値は ()である。よってミニマックス値は 。
プレイヤー 1 の側から(確認)
上の計算で効いているのは なので、プレイヤー 1 が確率 で 、 で を選ぶとすると
両者が等しくなるのは で、そのとき期待利得は 。よってプレイヤー 1 は相手の選択によらず期待利得 を保証でき、マックスミニ値は 以上である。ミニマックス値が なので、ミニマックス定理のとおり両者は一致し、ゲームの値は である。
答えは である。
別解
プレイヤー 2 が を確率 で選ぶとき、各行の期待利得は
- :
- :
- :
プレイヤー 2 はこれらの最大値を最小にする。 より で両方 、 は 。 では 、 では なので、ミニマックス値は 。
検算(プレイヤー 1 側): を確率 、 を で混ぜると、 に対して 、 に対して 。 で両方 。よってマックスミニ値も で、ゲームの値は 。