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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。

利得ベクトル ( は実数)がコアに属するのは、全体合理性 と、すべての提携 ()に対する提携合理性 を満たすときである。このゲームのコアはただ 1 点からなる。その点 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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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に従い、全体合理性 と、各提携の提携合理性の不等式をすべて書き出して連立不等式として解きます。

ヒント 2

全体合理性を使うと、例えば は と書き直せます。こうして各 の上限を求めましょう。

ヒント 3

, , が得られます。これらの上限の和と を比べてみましょう。

答えと解説

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解説を読む

コアの条件を連立不等式として書き出す。

全体合理性:

提携合理性(1 人の提携):

提携合理性(2 人の提携):

を使って 2 人の提携の条件を 1 つの変数の条件に直す。

  • : なので 、よって 。
  • : なので 、よって 。
  • : なので 、よって 。

この 3 つの不等式を辺々加えると

となるが、 より左辺はちょうど である。もしどれか 1 つでも等号が成り立たない(例えば )とすると、和は より小さくなり に反する。したがって

でなければならない。

確認:、、、、 で、すべての条件を満たす。

よってコアは 1 点 からなる。

別解

全体合理性 と、2人提携の条件 , , を使う。

、、 となる。

これらを足すと である。左辺は なので等号が成り立ち、各不等式がすべて等号になる。よって 。

検算:
- 1人提携: を満たす。
- 2人提携: , , で、すべて等号で成立する。
- 全体: で成立する。

したがってコアの唯一の点は である。

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