ゲーム理論の問題
2 つの企業 が同じ商品の生産量を同時に 1 回だけ選ぶ。企業 の生産量を 、企業 の生産量を とし、 はどちらも の範囲の実数から選ぶ(生産能力の上限が である)。両企業の利得(利潤)はそれぞれ
で与えられる。企業 の最適反応 と企業 の最適反応 を求め、純粋戦略ナッシュ均衡 を求めよ。答えは組 の形で答えよ。
この問題で使うもの
- 最適反応関数と数量競争(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(22 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
技能「最適反応関数と数量競争」を使う。まず相手の生産量を固定して、自分の利得を最大にする生産量(最適反応)を各企業について求める。
ヒント 2
を の 2 次関数とみて平方完成すると、軸は 。同様に の軸は 。頂点が定義域 に入るか確認する。
ヒント 3
、。均衡では と を連立して解けばよい。
答えと解説
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解説を読む
手順 1:企業 の最適反応を求める。
相手の生産量 ()を固定して、 を の 2 次関数とみて平方完成する。
上に凸の放物線で、軸は である。 のとき なので、頂点は定義域 の中にある。よって
手順 2:企業 の最適反応を求める。
同様に を固定して について平方完成する。
のとき で、頂点は定義域の中にある。よって
手順 3:最適反応の交点を求める。
ナッシュ均衡では両者が互いに最適反応になっているので、
を同時に満たす。 より 。これを の両辺を 2 倍した式 に代入すると
すると 。
はどちらも 以上 以下で条件を満たす。最適反応はそれぞれ 1 つに決まる直線なので交点はこの 1 つだけであり、純粋戦略ナッシュ均衡は である。
別解
企業1の利得 は について上に凸の放物線で、頂点は 。 のとき なので、範囲 に入る。よって 。
企業2の利得 の頂点は 。 のとき なので範囲内。よって 。
均衡は , の連立方程式の解。
, 。第2式から 。第1式に代入して より 、。よって 。
検算: 、。ともに範囲 内で、条件を満たす。
均衡は一意である。最適反応関数は直線で傾きの絶対値が なので交点は1つだけ。