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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 1, 2 が 万円の分け方を、最大 ラウンドの交互提案で交渉する。

  • ラウンド ではプレイヤー 1 が、ラウンド ではプレイヤー 2 が提案者となり、分配 (、、 の実数)を提案する。もう一方のプレイヤー(応答者)は受諾か拒否を選ぶ。
  • 受諾されればその分配で交渉は終わる。拒否されれば次のラウンドに進む。ラウンド の提案も拒否された場合は、両者の取り分はともに になる。
  • ラウンド で分配 に合意したとき、プレイヤー の利得は である。ここで割引因子は 、 とする。
  • 応答者は、受諾しても拒否しても利得が等しいときは受諾するものとする。

このゲームの部分ゲーム完全均衡におけるプレイヤー 1 の利得 とプレイヤー 2 の利得 を、組 の形で求めよ(単位は万円)。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(3 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. 後ろ向き帰納法と部分ゲーム完全均衡
  3. 有限回の交互提案交渉

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

有限回の交互提案交渉では、後ろ向き帰納法を使います。最後のラウンド 3 で何が起こるかから考えましょう。

ヒント 2

各ラウンドで応答者がちょうど受諾する取り分は、「拒否して次のラウンドに進んだときの利得」と「今受諾したときの利得」が等しくなる値です。ラウンド 2 では を満たす を考えます。

ヒント 3

ラウンド 3 ではプレイヤー 1 が全額 を取り、ラウンド 2 ではプレイヤー 2 が を提案します。このときプレイヤー 2 の利得は です。これをもとにラウンド 1 の提案を決めましょう。

答えと解説

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解説を読む

最終ラウンドから順に、「応答者がちょうど受諾する取り分」を求めていく(後ろ向き帰納法)。

ラウンド 3(提案者:プレイヤー 1)
拒否すると両者の取り分は である。プレイヤー 2 は なら受諾する( のときは受諾と拒否で利得が等しいので、仮定により受諾する)。よってプレイヤー 1 は を提案し、これが受諾される。このときの利得は

である。

ラウンド 2(提案者:プレイヤー 2)
プレイヤー 1 は、拒否すればラウンド 3 に進んで利得 を得る。ラウンド 2 で を受諾したときの利得は なので、受諾する条件は

である。プレイヤー 2 は自分の取り分をできるだけ大きくしたいので、ちょうど受諾される を提案する。よって分配は となり、ラウンド 2 での合意時の利得は

である。

ラウンド 1(提案者:プレイヤー 1)
プレイヤー 2 は、拒否すればラウンド 2 に進んで利得 を得る。ラウンド 1 で を受諾したときの利得は なので、受諾する条件は

である。プレイヤー 1 はちょうど受諾される を提案するので、分配は となり、ラウンド 1 で即座に合意する。

したがって、部分ゲーム完全均衡での利得は

である。

別解

後ろ向き帰納法で解く。利得はいずれも、ラウンド 1 の時点での割引後の値で比べる。

ラウンド 3:提案者はプレイヤー 1。拒否されれば両者とも 0 なので、プレイヤー 2 は 0 を提示されても受諾する。よって となる。このときのプレイヤー 1 の利得は 、プレイヤー 2 の利得は 0 である。

ラウンド 2:提案者はプレイヤー 2、応答者はプレイヤー 1。プレイヤー 1 が受諾すると利得は 、拒否すると次のラウンド 3 で 30 が得られる。受諾の条件は 、すなわち である。プレイヤー 2 は 、 を提案する。このときのプレイヤー 2 の利得は である。

ラウンド 1:提案者はプレイヤー 1、応答者はプレイヤー 2。プレイヤー 2 が受諾すると利得は 、拒否するとラウンド 2 で 40 が得られる。受諾の条件は である。プレイヤー 1 は 、 を提案し、プレイヤー 2 はこれを受諾する。

検算:プレイヤー 1 が を提示するとプレイヤー 2 は拒否し、プレイヤー 1 の利得は 30 に下がる。よって 80 が最適である。

以上より、均衡利得は 万円で、ラウンド 1 で合意する。

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