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。
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
- 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。