ゲーム理論の問題
プレイヤー全体の集合を とする提携形(特性関数形)ゲーム を考える。特性関数 は次で与えられる。
配分 ( は実数)がコアに属するとは、全体合理性 と、空でないすべての提携 に対する提携合理性 をみたすことをいう。コアに属する配分全体を考えるとき、プレイヤー の取り分 の最小値と最大値をこの順に求めよ。
この問題で使うもの
- 協力ゲームのコア(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(14 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
協力ゲームのコアの定義(全体合理性の等式と、すべての提携についての提携合理性の不等式)を連立させて解きます。
ヒント 2
全体合理性 を使うと、たとえば は と書き直せます。2 人提携の条件をすべて 1 人の上限の条件に直しましょう。
ヒント 3
, , と各成分が 以上という条件が得られます。 と の上限から の下限を出し、端の値をとる配分が実際にコアに入るか確かめましょう。
答えと解説
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解説を読む
コアの条件を書き出す。
全体合理性:
提携合理性:
2 人提携の条件を 1 人の条件に書き直す。 より なので、 は 、すなわち となる。同様に
-
-
よってコアは
をみたす配分全体である。
の範囲を求める。 上の条件から 。また , より なので、 から
したがって 。
端の値が実際にとれるか確かめる。
- : とすると、和は 、各成分は 以上、、、 でコアに属する。
- : とすると、和は 、各成分は 以上、、、 でコアに属する。
よって の最小値は 、最大値は である。答えは 。
別解
コアの条件は 、、、、 である。
全体合理性 を使うと、2人提携の条件は次のように書き換えられる。
-
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-
最小値について、 であり、、 より なので である。
は全条件を満たす。実際、、、 で、すべて非負である。よって最小値は 2 である。
最大値について、 である。
は全条件を満たす。実際、、、 で、すべて非負である。よって最大値は 7 である。
答えは (最小値, 最大値) = (2, 7)。