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ゲーム理論の問題

難易度 1教科書の例題レベル大学数学 ゲーム理論

プレイヤー は戦略 のうち 1 つを、プレイヤー は戦略 のうち 1 つを、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 は、 がプレイヤー の利得、 がプレイヤー の利得を表す。

各プレイヤーは自分の利得をできるだけ大きくしようとする。このゲームの純粋戦略ナッシュ均衡の個数を求めよ。

この問題で使うもの

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

最適反応と純粋戦略ナッシュ均衡の技能を使います。各プレイヤーについて、相手の戦略ごとに自分の利得が最大になる戦略に印をつけましょう。

ヒント 2

プレイヤー 1 は列ごとに左の数を、プレイヤー 2 は行ごとに右の数を比べます。両方の数に印がついた欄がナッシュ均衡です。

ヒント 3

プレイヤー 1 の最適反応は 、プレイヤー 2 の最適反応は です。両方に印がつく欄を数えましょう。

答えと解説

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解説を読む

純粋戦略ナッシュ均衡とは、両プレイヤーの戦略が互いに相手の戦略に対する最適反応になっている戦略の組である。そこで、各プレイヤーの最適反応に印をつけていく。

手順 1:プレイヤー 1 の最適反応(列ごとに、各欄の左の数 を比べる)
- 相手が のとき: なら 、 なら 、 なら 。最大は なので最適反応は 。
- 相手が のとき: の最大は なので最適反応は 。
- 相手が のとき: の最大は なので最適反応は 。

よって印がつくのは の欄のプレイヤー 1 の利得である。

手順 2:プレイヤー 2 の最適反応(行ごとに、各欄の右の数 を比べる)
- 相手が のとき: なら 、 なら 、 なら 。最適反応は 。
- 相手が のとき: の最大は なので最適反応は 。
- 相手が のとき: の最大は なので最適反応は 。

よって印がつくのは の欄のプレイヤー 2 の利得である。

手順 3:両方に印がついた欄を探す
両方の利得に印がついているのは と の 2 つである。 はプレイヤー 1 の印だけ(プレイヤー 2 は に対して に変えると から に増える)、 はプレイヤー 2 の印だけ(プレイヤー 1 は に対して に変えると から に増える)なので、均衡ではない。

したがって純粋戦略ナッシュ均衡は の 個である。

別解

各プレイヤーの最適反応を調べる。

プレイヤー1の最適反応(列を固定して自分の利得を比べる):
- 列 L: U=3, M=1, D=2 なので U
- 列 C: U=0, M=2, D=1 なので M
- 列 R: U=1, M=0, D=3 なので D

プレイヤー2の最適反応(行を固定して自分の利得を比べる):
- 行 U: L=2, C=1, R=0 なので L
- 行 M: L=1, C=3, R=2 なので C
- 行 D: L=0, C=2, R=1 なので C

双方が最適反応になっているセルを探す。
- (U,L): 1の最適反応は列 L に対して U、2の最適反応は行 U に対して L なので均衡。
- (M,C): 1の最適反応は列 C に対して M、2の最適反応は行 M に対して C なので均衡。
- (D,R): 2の最適反応は行 D に対して C であり R ではないので均衡ではない。
- (D,C): 1の最適反応は列 C に対して M であり D ではないので均衡ではない。

検算として、(U,L) から1が M に変えると 1<3、D に変えると 2<3 で得をしない。2が C に変えると 1<2、R に変えると 0<2 で得をしない。(M,C) から1が U に変えると 0<2、D に変えると 1<2 で得をしない。2が L に変えると 1<3、R に変えると 2<3 で得をしない。

よって純粋戦略ナッシュ均衡は (U,L) と (M,C) の 2 個。

この問題の確認

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