不完全信息静态博弈-贝叶斯纳什均衡(博弈论与信息经济学-中科院张玲玲)

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第三章 不完全信息静态博弈

第三章 不完全信息静态博弈

二、例子
1、抓钱博弈 这个博弈有两个非对 称纯战略均衡:一个 参与人抓,另一个参 与人不抓;一个对称 混合战略均衡:每个 参与人以0.5的概率 选择抓。 (1)完全信息
参与人2 抓 参与人1 不抓 抓 -1,-1 1,0
不抓 0,1
0,0
(2)不完全信息 每个参与人有相同 参与人2 的支付结构,但若 抓 不抓 他赢了,其利润是 抓 -1,-1 1+θ1,0 (1+θi)。 θi是参 参与人1 与人的类型,参与 不抓 0 , 1+θ 0,0 人i自己知道θi,但 另一参与人不知道。 假定θ 在[-ε,+ε]区间上均匀分 i 布。
博弈方的类型 原来的静态博弈,即各 中选择行动方案 a1 , , a n 个实际博弈方
u i u i ( a 1 , , a n , i ), i 1, , n
根据海萨尼公理,假定分布函数P(θ1,…,θn)是所有 参与人的共同知识,用θ-i =(θ1,…, θi-1 ,θi+1,…,θn)表示 除i之外的所有参与人的类型组合。这样, θ= (θ1,…, θn)= (θi,θ- i)。称pi(θ-i | θi)为参与人i的条 件概率,即给定参与人i属于类型θi的条件下,他有 关其他参与人属于θ- i的概率。根据条件概率规则, p i , i p i , i p i i | i p i p i , i 这里, p (θi)是边缘概率。如果类型的分布是独立的, pi(θ-i | θi)= p (θ-i)。
2

均衡意味着两个反应函数同时成立。解两个反应函数 得贝叶斯均衡为:
q1
*
1 3
; q2
L*

第五章 不完全信息静态博弈

第五章 不完全信息静态博弈

不完全信息的古诺模型 5
不完全信息的古诺模型 6
三、静态贝叶斯博弈的战略式表述
参与人的类型
要准确地表示静态贝叶斯博弈,关键的问题是反映这种博弈中各参与 人虽然清楚自己的支付函数,却无法确定其他参与人支付函数这一特征。 解决这个问题的前提和基本思路:某些参与人虽然不能确定其他 参与人在一定策略组合下的支付,但至少知道其他参与人的支付有哪 几种可能的结果,而哪种可能的结果会出现则取决于其他参与人属于 哪种“类型”。 定义:一个参与人自己清楚而他人无法完全清楚的私人内部消息、有 关情况或数据等(所有个人信息),即所有不是共同知识的信息称为参 与人的类型。 上述方法实际上是将博弈中某些参与人对其他参与人支付的不了 解,转化成为对这些参与人“类型”的不了解,是一种“追根溯源 ”的思想方法。
与人不知道其他参与人的支付或支付函数。
暗标拍卖 注:不完全信息并不是完全没有信息,实际上不完全信息的博弈方至 少必须有关于其他博弈方支付分布的可能范围和分布概率的知识,否则 博弈方的决策选择就会完全失去依据,我们的博弈分析也就无意义了。
1. 不完全信息博弈例子:市场进入博弈
潜在进入企业(参与人1) 决定是否进入一个新的产业, 但不知道在位企业(参与人2) 的成本函数,不知道在位者 决定默许还是斗争。假设在 位者的成本有两种可能的成 本函数:高成本或低成本(称 为类型)。
四、海萨尼转换 2
海萨尼(Harsanyi,1967-1968)提出了一种在前述将对支付的不了解
转化为对类型的思路的基础上,进一步将不完全信息静态博弈转化为完全 但不完美信息动态博弈进行分析的思路,被称为海萨尼转换。
之后,
四、海萨尼转换 3
N
在位者 1 p 高成本 低成本

第四章 不完全信息静态博弈-贝叶斯纳什均衡(博弈论与信息经济学-中科院, 张玲玲)

第四章 不完全信息静态博弈-贝叶斯纳什均衡(博弈论与信息经济学-中科院, 张玲玲)

第四章 不完全信息静态博弈 -贝叶斯纳什均衡


一 不完全信息静态博弈和贝叶斯纳什均衡
不完全信息博弈
海萨尼转换
不完全信息静态博弈的战略式表述和贝叶斯纳什均衡

二 贝叶斯纳什均衡应用举例


三 贝叶斯纳什均衡与混合战略均衡
四 机制设计理论与显示原理
不完全信息库诺特模型
企业1

企业2
海萨尼转换

设θi表示参与人i的一个特定的类型,根据海萨尼 公理:
假定参与人类型的分布函数P (θ1,…, θn) 是所有参与人的共同知识,所有参与人知道P (θ1,…, θn),所有参与人知道所有参与人知道 P (θ1,…, θn),如此等等。 这意味着在进入市场的博弈中,如果进入者 有一种类型,在位者有两种类型,那么p是共同知 识,即进入者知道在位者是高成本的概率是p,进 入者知道在位者知道进入者知道在位者是高成本 的概率是p,如此等等,即在博弈开始时,所有参 与人有关自然行动的信念(belief)是相同的。
海萨尼转换

类型:一个参与人拥有的所有的个人信息(即所有不是共同知
识的信息)称为他的类型。 根据这个定义,甚至允许参与人不知道其他参与人是否知道自己 的类型。


例如:市场进入博弈:在位者不知道进入者是否知道自己是高成 本还是低成本,只知道进入者有p’的概率知道自己的成本函数, (1-p’)的概率不知道自己的成本函数。



真正的“信息不对称”

一个古董商发现一个人用珍贵的茶碟做 猫食碗,于是假装对这只猫很感兴趣, 要丛主人手里买下,主人不卖,为此古 董商出了大价钱。成交之后,古董商装 做不在意地说:这个碟子它已经用惯了, 就一块送给我吧。猫主人不干了:你知 道用这个碟子,我已经卖了多少只猫了?

第3章不完全信息静态博弈详解

第3章不完全信息静态博弈详解
共产品供给区域。
博弈论与信息经济学 江西财经大学 陶长琪
3.2.3 一级密封价格拍卖(招标)

拍卖或招标(auction)有两个基本功能,一是揭示信息,二是减少代理 成本。

一级密封价格拍卖(the first-price sealed auction)是许多 拍卖方式
中的一种。在这种拍卖中,投标人(bidders)同时将自己的出价写下来 装入一个信封,密封后交给拍卖人,拍卖人打开信封,出价最高者是 赢者,按他的出价支付价格,拿走被拍卖的物品。
定义:n人静态贝叶斯博弈的战略式表述包括:参与人的类型空 间 , 1 n 条件概率 p1 ,, pn ,类型依存战略空间 A 和类型依存支 1 (1 ), An ( n ), 付函数 u1 (a1 ,an ;1 ),, un (a1 ,an ;n ) 。 参与人i知道自己的类型i i 条件概率 pi pi (i | i ) 描述给定自己属于 i 的情况下,人i有关其他 参与人类型 i i 的不确定性。我们用 G {A1, An ;1,n ; p1,, pn ; u1,, un } 代表这个博弈。
k [0,1], Pr ob( k ) k
)
maxui (v b) P r ob(b j b) (v b)(b)
b
最优化的一阶条件是: 如果
(b) (v b)' (b) 0
b* (.) 是投标人i的最优战略, (b) v 。
(b) ((b) b)' (b)
给定参与人i只知道自己的类型 i 而不知道其他参与人的类型 i ,参与人 ai (i ) 最大化自己的期望效用。参与人i期望效用函数定义如下: i将选择
博弈论与信息经济学 江西财经大学 陶长琪

第3章 不完全信息静态博弈

第3章  不完全信息静态博弈

贝叶斯纳什均衡


有了上述概念,贝叶斯纳什均衡可以定义为, n人不完全信息静态博弈G={A1,…,An;1,…,n; P;u1,…,un}的纯战略贝叶斯纳什均衡是一个类 型依存战略组合{ai*( i )},i=1,…,n,其中每 个参与人i在给定自己的类型i和其他参与人类 型依存战略{a-i*( -i )}的情况下,选择行动 ai*(i)最大化自己的期望效用函i。 贝叶斯纳什均衡是完全信息静态博弈纳什均衡 概念在不完全信息静态博弈上的扩展。
3.1-3不完全信息静态博弈的战略 式表述和贝叶斯纳什均衡


不完全信息静态博弈又称为静态贝叶斯博弈。 不完全信息静态博弈的参与人也称为贝叶斯参 与人。如同在完全信息静态博弈中一样,在不 完全信息静态博弈中,所有参与人同时行动, 参与人i的战略空间Si等同于他的行动空间Ai。 但是,与完全信息静态博弈不同的是,在不完 全信息静态博弈中,参与人i的行动空间Ai可能 依赖于他的类型i ,换句话说,行动空间是类 型依存的(type contingent)。
不完全信息与参与人的类型



不完全信息意味着,至少有一个参与人有多个 类型(否则,就成为完全信息博弈)。 我们用 i 表示参与人i的一个特定类型, i 表 示参与人i所有可能类型的集合,i i。 我们假定,={i},i=1,…,n,取自某个客观的 分布函数P(1,…,n)。 为了简单起见,我们假定只有参与人i观测到 自己的类型i,除i之外的其他参与人都不能观 测到i。
N
高成本 低成本
[p]
在位者 默许 进入者 进入 不进入 进入 不进入 进入 斗争
[1-p]
默许
斗争
不进入 进入
不进入
(50,40) (300,0) (0,-10) (300,0) (80,30) (400,0) (100,-10) (400,0)

博弈论与信息经济学 不完全信息静态博弈

博弈论与信息经济学  不完全信息静态博弈

不完全信息和贝叶斯纳什均衡
定义:在静态贝叶斯G {A1, , An ; 1, , n ; p1, , pn ;u1, , un}博弈中, 纯策略贝叶斯纳什均衡是一个类型依存策略组
合a (θ) (a1 (1 ),
,
a
n
(
n
)),其中,每个参与人
i
在给定自己的类

i
和其他参与人依存策略
a
i
(θ i
不完全信息和贝叶斯纳什均衡
n 人不完全信息静态博弈的时间顺序为:
⑴自然给定类型向量θ 察到 i ,但参与人
(1, ,
j( i
n ) ,其中,i )只知道 p j
(θ j
i
|
,参与人 i 观 j ),观察不
到 i;
⑵参与人同时选择行动,参与人 i 从可行集 Ai (i )中选择行
动 a i,n 人的行动组合为a (a1, , an );
p(i ,i ) p(i )
p(i ,i ) p(i ,i )
ii
这里,p(i ) 是边缘概率。如果类型的分布是独立的,pi (i i ) p(i )
不完全信息和贝叶斯纳什均衡
贝叶斯纳什均衡是完全信息静态博弈纳什均衡概念在不完 全信息静态博弈上的扩展。不完全信息静态博弈又称为静 态贝叶斯博弈。 ◆定义:n人静态贝叶斯博弈的战略式表述包括:参与人的类 型空间 1, , n,条件概率 p1 ,..., pn ,类型依存战略空间
A11,..., An n ,和类型依存支付函数u1(a1, , an ;1),..., un (a1, , an ;n )
参与人i知道自己的类型 i i ,条件概率 pi pi (i i ) 描述 给定自己属于 i 的情况下,参与人i有关其他参与人类型 i i的不确定性。我们用 G {A1, , An ;1, ,n ; p1, , pn ;u1, ,un} 代表这个博弈。

不完全信息静态博弈

不完全信息静态博弈

❑❑This chapter begins our study of games of incomplete information, also called Bayesian games. Recall that in a game of complete information the players’functions are common knowledge. In a game of incomplete information, in❑例如:❑❑K型集),既引入一个虚拟的参与人,记为定它的支付函数;它的唯一作用是决定TPN己,把P所有参与人同时行动,从各自的a由此变成BayesianDefinitionof an n-player static Bayesian game specifies the players’type spaces TP 1 , …, Pμ1known by player i, determines player i’s payoff function,member of the set of possible types, Ti’s belief Pn-1 other players’game by G={Aμ1Definition(T人si含了自然赋予己的策略空间的行动空间Definition T任意博弈方sias一个a❑❑❑❑如果在位者是高成本进入者进入者最优行为是进入,在位者最优行为是默许。

进入者如果在位者是低成本进入者进入者最优行为是不进入,在位者最优行为是斗争(一旦低成本者进入)。

进入者但进入者不知道在位者究竟是高成本还是低成本,因此,进入者的最优选择依赖于他对在位者成本的信念。

进入者❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑E ❑q❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑❑。

3_不完全信息静态博弈

3_不完全信息静态博弈

5 不完全信息的古诺模型

逆需求函数
P(Q) 2 (q1 q2 )


企业1成本函数为C1 (q1 ) c1q1 , c1 1 为共同知识。
企业2采用了一种新技术,单位成本可能为是c2H=5/4, 也可能是c2L=3/4

单位成本是企业2的私人信息,企业1只知道 p(cH1 )只知道企业 0.5 p(cL2 )单位成本的概率分布) 0.5 (企业

2 不完全信息






一个村子有100对夫妇,村里有个习俗,每天晚上村里的男人要聚在 篝火周围讨论他们的妻子。 如果丈夫相信自己妻子是忠诚的,那么就会在聚会时赞美自己的妻子; 但是一旦得到妻子不忠诚的证据,就会在聚会中公开诅咒自己的妻子 如果一妻子有了自己的情人,那么就会马上让村里除了自己丈夫外的 所有男人知道,但他们不会告诉该妻子的丈夫 事实:每个妻子都已经有了情人。所以每个丈夫都知道除了自己妻子 外的其他99个妻子都不忠诚. 每天晚上每个丈夫都仍然赞美自己的妻子。 有一天晚上,村子里来了一个牧师,他在篝火旁,坐听每个人赞美自 己的妻子,然后,站在他们之间大声宣布:“村子里至少有一位妻子 不忠诚” 接下来将会发生什么?村里的赞美声还能持续多久?
进入 不进入
[1-P]
进入
(0,300)
B
合作
在位者
斗争
(0,400)
B
合作
在位者
斗争
(40,50) (-10,0)
(30,80) (-10,10的在位者选 择斗争。只有当高成本的概率p=1/5时,进入者才选择进入, 否则不进入。
4 贝叶斯纳什均衡

由于司马懿不知道双方行动的支付,根据其策略我们可以 假设他对此次博弈的预期支付为:
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类似上述情况称为不完全信息博弈,即在不完 全信息博弈中,至少有一个参与人不知道其他 参与人的支付函数。
第四章 不完全信息静态博弈 -贝叶斯纳什均衡
一 不完全信息静态博弈和贝叶斯纳什均衡
不完全信息博弈 海萨尼转换 不完全信息静态博弈的战略式表述和贝叶斯纳什均衡
二 贝叶斯纳什均衡应用举例 三 贝叶斯纳什均衡与混合战略均衡 四 机制设计理论与显示原理
海萨尼转换
被求爱者对于
求爱者的品德的 信息是不完全的。
不完全信息博弈
你 接受 不接受
求爱博弈:
求爱 100,100 -50,0
品德优良者求爱 求爱者 不求爱 0,0
0,0
100x+(-100)(1-x)=0
当x大于1/2时,接受求爱
求爱博弈: 品德恶劣者求爱 求爱者
你 接受 不接受
求爱 100,-100 -50,0
不完全信息博弈
在生活中我们也会碰到这样的问题,比 如一个乞丐向你乞讨,你愿意帮助别人, 但不知道他是真的乞丐还是骗子,该如 何决定呢?如果你喜欢与人为善,你可 能愿意冒一点上当的危险,这不等于你 愚蠢,而是你认为,帮助一个困境中的 人比回绝一个骗子更重要。
不完全信息博弈
不完全信息:每一个参与人对所有其他参与人 的(对手)的特征、战略空间及支付函数有准 确的 知识,否则为不完全信息。
众官听得这个消息,尽皆失色。孔明登城 望之,果然尘土冲天,魏兵分两路杀来。
孔明令众将旌旗尽皆藏匿,打开城门,每 一门用20军士,扮作百姓,洒扫街道。而孔明 羽扇纶巾,引二小童携琴一张,于城上敌楼前 凭栏而望,焚香操琴。
不完全信息博弈
司马懿自马上远远望之,见诸葛亮神态自 若,顿时心生疑忌,犹豫再三,难下决断。又 接到远山中可能有埋伏的情报,于是叫后军做 前军,前军做后军,急速退去。司马懿之子司 马昭问:“莫非诸葛亮无军,故做此态,父何 故便退兵?”
这里主要探讨如何在不确定性的情况下做出理 性、一致的决策,换句话说,首先必须承认自 己虽然没有办法做到无所不知,但也不至于一 无所知,而应该或尽可能有效运用自己所知的 一切为自己谋利。
不完全信息博弈
“空城计”
街亭失守,司马懿引大军蜂拥而来,当时 孔明身边只有一班文官,军士一半已经运粮草 去了,只有2500军士在城中。
博弈论与信息经济学
(Game Theory and Information Economics )
张玲玲
中国科学院研究生院管理学院
zhangll@
主要内容简介
第一章 概述-人生处处皆博弈
第一篇 非合作博弈理论
第二章 完全信息静态信息博弈-纳什均衡 第三章 完全信息动态搏弈-子博弈精炼纳什均衡 第四章 不完全信息静态博弈-贝叶斯纳什均衡 第五章 不完全信息动态博弈-精练贝叶斯纳什均衡
不求爱 0,0
0,0
市场需求信 息是不完全的。
不完全信息博弈
需求大的情况
开发商B 开发 不开发
开发商A
开发 4000,4000 不开发 0,8000
8000,0 0,0
需求小的情况 开发商A
开发商B 开发 不开发
开发 -3000,-3000 1000,0
不开发 0,1000
0,0
房地产开发博弈
不完全信息博弈
司马懿说:“亮平生谨慎,不曾弄险,今 大开城门,必有埋伏,我兵若进,必中计也。”
孔明见魏军退去,抚掌而笑,众官无不骇 然。诸葛亮说,司马懿“料吾生平谨慎,必不 弄险,疑有伏兵,所以退去。吾非行险,盖因 不得已而用之,弃城而去,必为之所擒。”
不完全信息博弈
分析这个博弈 参与人 行动 战略 支付 画出这个博弈的战略式或扩展式表述
主要内容简介
第二篇 信息经济学
第六章 委托-代理理论(I) 第七章 委托-代理理论(II) 第八章 逆向选择与信号传递
第四章 不完全信息静态博弈 -贝叶斯纳什均衡
一 不完全信息静态博弈和贝叶斯纳什均衡
不完全信息博弈 海萨尼转换 不完全信息静态博弈的战略式表述和贝叶斯纳什均衡
二 贝叶斯纳什均衡应用举例 三 贝叶斯纳什均衡与混合战略均衡 四 机制设计理论与显示原理
付)。迫使其认为,撤退比进攻好,降低其进攻的预期收益。 如用概率论的术语来说,诸葛亮的做法是加大司马懿对进攻失败的主 观概率,使司马懿认为进攻的期望收益小于撤退的期望收益。
不完全信息博弈
在信息不充分的情况下,博弈参与者 不是使自己的支付或效用最大,而是使 自己的期望效用或支付最大。
如让你在50%的概率获得100元与10% 的概率获得200元两者之间选择的话,前 者的期望所的是50元,后者是20元,故 选前者。
不完全信息博弈-信息的重要性
诸葛亮
弃城 守城
司马懿
进攻
撤退
被擒,?
不被擒,?
被擒,?
不被擒,?
司马懿关于自
己策略的支付的 信息是不完全的。
司马懿:兵多将广,但不知道自己和对方在不同行动策略下的支付; 诸葛亮:处于劣势,但知道博弈的结构,比对方掌握更多的信息。 计策:使用各种手段迷惑司马懿,为的是不让对方知道其策略的结果(支
不完全信息博弈-无法避免的不确定性
有一次,主人派伊索进城。半路上,他遇 见一位法官。
法官严厉地盘问:“你要去哪儿?” “不知道”伊索回答说。 法官起了疑心,派人把伊索关进了监狱, 严加审问。 “法官先生,要知道,我讲的是实话。” 伊索说,“我确实不知道我会进监狱”。
不完全信息博弈
我们不可能料事如神,也无法掌握所有变因, 更无力预测未来,不确定性就象缴税一样不可 避免。
进者关于
在位者成本信息 是不完全的。
市场进入博弈:不完全信息
在位者
高成本情况
低成本情况
进入者
默许
进入 -3, -3 不进入 0, 1
斗争
-3, -3 0, 0
默许
1, 0 0, 1
斗争
1, 0 0, 0
进入者的最优选择依赖于他在多大程度上认为在位者 是低成本的。
假定进入者认为在位者是高成本的概率是p,低成本的概率是(1-p), 那么,进入者选择进入的期望利润是p(40)+(1-p)(-10),选择不 进入的利润是0,因此,进入者的最优选择是:如果p>=1/5,进入,如 果p<1/5,当p=1/5时,进入与不进入是无差异的,我们假定其进入。
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