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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

2 つの店 , が、来週のセールの方法をそれぞれ 通りの中から 1 つずつ、互いの選択を知らずに同時に選ぶ。店 の方法を 、店 の方法を とする。来週、店 から店 に移る客の数(単位は百人。負の値は店 から店 に移ることを表す)は次の表のとおりで、店 はこれを大きく、店 はこれを小さくしたい。これを、店 がプレイヤー 1、店 がプレイヤー 2 で、店 の利得が表の値である 2 人ゼロ和ゲームとみなす。

このゲームの値を求めよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(10 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. 最適反応と純粋戦略ナッシュ均衡
  2. 樹形図で数え上げる
  3. 積の法則と和の法則
  4. 和の法則・積の法則と樹形図
  5. 順列・円順列・重複順列
  6. 組合せ
  7. 確率の定義と和事象・余事象
  8. 期待値
  9. 混合戦略ナッシュ均衡(無差別の原理)
  10. ゼロ和ゲームの値(鞍点と混合戦略)

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「ゼロ和ゲームの値(鞍点と混合戦略)」を使います。まず純粋戦略でマックスミニ値とミニマックス値を求め、一致するかどうかを調べましょう。

ヒント 2

マックスミニ値は「各行の最小値のうち最大のもの」、ミニマックス値は「各列の最大値のうち最小のもの」です。両者が一致すれば、その値がゲームの値です。

ヒント 3

各行の最小値は順に 、各列の最大値は順に です。ここから 2 つの値を比べましょう。

答えと解説

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解説を読む

手順 1:マックスミニ値を求める。
店 (行のプレイヤー)は、自分がある行を選んだときに起こりうる最悪の結果(その行の最小値)を考え、それが最大になる行を選ぶ。

  • の行の最小値:
  • の行の最小値:
  • の行の最小値:

よってマックスミニ値は (行 )。

手順 2:ミニマックス値を求める。
店 (列のプレイヤー)は、各列の最大値(店 に最も多く取られる場合)を考え、それが最小になる列を選ぶ。

  • の列の最大値:
  • の列の最大値:
  • の列の最大値:

よってミニマックス値は (列 )。

手順 3:一致するか調べる。
マックスミニ値とミニマックス値はともに で一致する。したがって が鞍点である。実際、その成分 は行 の中で最小 であり、列 の中で最大 である。

鞍点があるので混合戦略を考える必要はなく、店 は 、店 は を選ぶのが最適で、どちらも単独で方法を変えても得をしない。

よってゲームの値は (店 から店 に 人移る)である。

別解

利得行列は行が 、列が で、各行は (3,-1,2), (4,2,5), (-2,1,6) である。

各行の最小値は なので、maximin は (行 )。
各列の最大値は なので、minimax は (列 )。

maximin と minimax がともに で一致するので、 が鞍点であり、純戦略でゲームの値は となる。

検算: の行では が最小の になっている。 の列では が最大の になっている。よって は に対する最適反応であり、 は に対する最適反応でもある。

また、 は を全成分で上回る()ので、 は支配されている。

したがってゲームの値は (単位は百人)。

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