ゲーム理論の問題
人の職人 が、協力して作品を作って販売する。協力する職人の集合 が得られる利益(単位:万円)を とし、プレイヤー集合 の提携形ゲーム(特性関数形ゲーム) が次で与えられている。
このゲームにおける職人 のシャープレイ値 を求めよ。
この問題で使うもの
- シャープレイ値(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 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
シャープレイ値の定義を使う。 人の並び順 通りをすべて書き出し、職人 が加わるときの限界貢献を調べる。
ヒント 2
職人 より前に並んでいる人の集合を とすると、限界貢献は である。 はその 通りの平均。
ヒント 3
例えば順番 では なので限界貢献は 、順番 では なので である。残りの順番も同様に求めて平均をとる。
答えと解説
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解説を読む
シャープレイ値は、 人を一列に並べる 通りの順番それぞれについて、職人 が加わったときの限界貢献 ( は職人 より前にいる人の集合)を求め、その平均をとったものである。
各順番での職人 の限界貢献は次のとおり。
- : なので
- : なので
- : なので
- : なので
- : なので
- : なので
これらの和は であるから、
(公式で計算しても、 となり一致する。)
参考までに同様に計算すると で、 となっている。
よって (万円)。
別解
シャープレイ値は、プレイヤーの全ての到着順 通りについて、職人 の限界貢献度を平均したものである。
順列ごとの職人 の限界貢献度:
- (1,2,3):
- (1,3,2):
- (2,1,3):
- (3,1,2):
- (2,3,1):
- (3,2,1):
合計は なので、。
検算: 同様に を求める。
- (2,1,3):
- (2,3,1):
- (1,2,3):
- (3,2,1):
- (1,3,2):
- (3,1,2):
合計は なので、。
となる。直接計算でも次のとおり一致する。
- (3,1,2):
- (3,2,1):
- (1,3,2):
- (2,3,1):
- (1,2,3):
- (2,1,3):
合計は なので 。これは上の値と一致し、効率性(総和 )も満たす。