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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( とする)。

配分 ( は実数)がコアに属するとは、次の 2 つを満たすことである。

  • 全体合理性:
  • 提携合理性:空でないすべての提携 に対して

このゲームのコアはただ 1 つの配分からなる。その配分 を求めよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(14 技能)
算数中学高校大学大学院

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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。

一覧で見る(前提が先)
  1. 小数の四則計算
  2. 分数のたし算・ひき算
  3. 分数のかけ算・わり算
  4. 小数と分数のまじった計算
  5. 逆算(□ を求める)
  6. 正負の数の加法・減法
  7. 四則の混じった計算の順序
  8. 正負の数の乗除・累乗と四則混合
  9. 分配法則を使った計算のくふう
  10. 文字式の計算(同類項・分配法則)
  11. 1 次方程式の解き方
  12. 1 次不等式
  13. 連立不等式
  14. 協力ゲームのコア

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(全体合理性と提携合理性)を連立不等式として書き出し、それを解く。

ヒント 2

全体合理性 を使うと、たとえば は と書き直せる。他の 2 人提携も同様に 1 人の上限に直す。

ヒント 3

、、 が得られる。これらを足した値と を比べると、各不等式がどうなるかわかる。

答えと解説

答えを見る
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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(1 人提携と 2 人提携。 の場合は に含まれる):

を使って 2 人提携の不等式を 1 人の取り分の不等式に直す。

: なので 、よって 。

: なので 、よって 。

: なので 、よって 。

この 3 つを足すと となるが、 より左辺はちょうど である。もしどれか 1 つでも不等号が等号でなければ和は より小さくなり に反するので、すべて等号が成り立つ:

確認:、、、、 ですべての条件を満たす。

よってコアは 1 点 である。

別解

全体合理性より である。提携合理性のうち 2 人提携の条件を、全体合理性を使って書き換える。

  • より
  • より
  • より

これら 3 つの上限を足すと となる。一方、全体合理性より和はちょうど 12 なので、3 つの不等式はすべて等号でなければならない。よって である。

検算:
-
-
-
- 1 人提携は で成り立つ
- 和は

すべて満たすので、コアはただ 1 つの配分 である。

この問題の確認

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