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有限回の交互提案交渉

割引因子 のもとで、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」を求めて後ろ向きに計算できる。これにより、有限ラウンドの交互提案交渉の部分ゲーム完全均衡での各プレイヤーの利得を求められる

前提

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算数中学高校大学大学院

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  1. 最適反応と純粋戦略ナッシュ均衡 (大学数学 ゲーム理論)
  2. 後ろ向き帰納法と部分ゲーム完全均衡 (大学数学 ゲーム理論)

説明

大きさ のパイ(利益)を 2 人で分ける交渉を考えます。プレイヤー 1 とプレイヤー 2 が交互に分け方を提案し、相手が受諾すれば合意、拒否すれば次のラウンドへ進みます。合意が遅れるほど価値が目減りし、その度合いを割引因子 ()で表します。ラウンド数が有限なら、最終ラウンドから逆にたどることで、部分ゲーム完全均衡での各プレイヤーの取り分を求められます。賃金交渉や売買価格の交渉で「待てる側」がどれだけ有利になるかを、数式で調べるときに使います。

なぜそうしてよいのか

まずルールを確認します。ラウンドは と進み、奇数ラウンドではプレイヤー 1、偶数ラウンドではプレイヤー 2 が提案します。提案者は分け方 (, )を示し、相手(応答者)は受諾か拒否を選びます。ラウンド で合意すると、プレイヤー の利得は です。最終ラウンド でも拒否されたら、2 人とも利得 です。これは完全情報の展開形ゲームなので、後ろ向き帰納法で解けます。ラウンド の部分ゲームの中では、プレイヤー の利得にはどれも共通の正の因子 がかかります。そのため選択肢を比べるときは、この因子を外した「ラウンド の価値」で比べてかまいません。

最終ラウンドは「受けるか、何ももらえないか」の一回きりの交渉です。応答者は 以上の取り分なら受諾するのが最適なので、提案者は相手に を渡してパイ全部を取ります。ここでは「ちょうど同点なら受諾する」とします。もし応答者が同点のとき拒否するなら、提案者は「受諾される範囲でいちばん少ない額」を選べなくなります( にいくらでも近い正の額は渡せますが、最小のものがありません)。そのため部分ゲーム完全均衡では、応答者は同点なら受諾します。

1 つ前のラウンド に戻ります。提案者を 、応答者を とします。ラウンド から始まる部分ゲームの均衡では、その時点の価値で応答者 が 、提案者 が を得るとします()。応答者が拒否すると、 を 1 ラウンド遅れで受け取ることになるので、ラウンド の価値では です。よって応答者は「 以上なら受諾、未満なら拒否」します。提案者の選択肢は 2 つです。(a) 以上を渡して受諾される場合、提案者の取り分は で、渡す額が多いほど損なので、ちょうど を渡すのが最もよく、 を得ます。(b) 未満を渡して拒否される場合、提案者は次のラウンドで を得るので、ラウンド の価値では です。ここで なので 、さらに と から です。よって となり、(a) のほうが得です(実際には常に真に大きくなります。 なら左辺 で右辺 、 なら だからです)。したがって提案者は、境目ちょうどの を渡して即座に合意するのが最適です。この計算を最終ラウンドから第 1 ラウンドまで繰り返すと、均衡では第 1 ラウンドで合意が成立し、そのときの分け方が各プレイヤーの利得になります。

手順

  1. ラウンド数 と、各ラウンドの提案者・応答者を確認する(奇数ラウンドはプレイヤー 1、偶数ラウンドはプレイヤー 2 が提案する、など)。

  2. 最終ラウンド :応答者は 以上なら受諾するので、提案者が 、応答者が を得る。これを「ラウンド の部分ゲームでの取り分」とする。

  3. 1 つ前のラウンド :応答者 が次のラウンドで得る取り分を とすると、受諾の境目は 。提案者は応答者にちょうど を渡し、自分は を取る。(確認:拒否された場合の提案者の価値 より大きい。)

  4. 手順 3 を第 1 ラウンドまで繰り返す。掛けるのは毎回、そのラウンドの「応答者」の割引因子 。

  5. 第 1 ラウンドで求めた分け方 がそのまま第 1 ラウンドで合意され、均衡での利得になる(第 1 ラウンドなので割引はかからない)。

例題

大きさ のパイを 2 人で分ける 3 ラウンドの交互提案交渉を考える。第 1・第 3 ラウンドはプレイヤー 1、第 2 ラウンドはプレイヤー 2 が提案し、第 3 ラウンドでも拒否されれば両者の利得は である。割引因子を , とし、ラウンド で合意したときのプレイヤー の利得を とする。部分ゲーム完全均衡での (プレイヤー 1 の利得, プレイヤー 2 の利得) の組を求めよ。

例題の解答

手順 1: です。提案者は第 1 ラウンドがプレイヤー 1、第 2 ラウンドがプレイヤー 2、第 3 ラウンドがプレイヤー 1 です。

手順 2(第 3 ラウンド):応答者のプレイヤー 2 は、拒否すると なので 以上なら受諾します。プレイヤー 1 は を提案します。このラウンドの取り分は、プレイヤー 1 が 、プレイヤー 2 が です。

手順 3(第 2 ラウンド):応答者はプレイヤー 1 です。拒否すると次のラウンドで を得るので、今の価値では です。よってプレイヤー 1 は 以上なら受諾します。プレイヤー 2 はプレイヤー 1 にちょうど を渡し、自分は を取ります。比較として、拒否される提案をした場合のプレイヤー 2 の価値は なので、合意するほうが得です。このラウンドの取り分は です。

手順 4(第 1 ラウンド):応答者はプレイヤー 2 です。拒否すると次のラウンドで を得るので、今の価値では です。プレイヤー 1 はプレイヤー 2 にちょうど を渡し、自分は を取ります。比較として、拒否される提案をした場合のプレイヤー 1 の価値は なので、合意するほうが得です。

手順 5:第 1 ラウンドで が提案され、すぐに受諾されます。第 1 ラウンドなので割引はかからず、利得は です。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題