博弈论作业及答案浙江财经大学张老师作业答案

1、1、考虑一个工作申请的博弈。两个学生同时向两家企业申请工作，每家企业只有 一个工作岗位。工作申请规则如下：每个学生只能向其中一家企业申请工作； 如果一家 企业只有一个学生中请，该学生获得工作；如果一家企业有两个学生申请，则每个学生 获得工作的概率为1/2。现在假定每家企业的工资满足： W1/2<W2<2W1 ,则问：a.写出以上博弈的战略式描述b.求出以上博弈的所有纳什均衡(包括 混合策略均衡)2、设古诺模型中有n家厂商。qi为厂商i的产量，Q q q2 L qn为市场总 产量。P为市场出清价格，且已知P P(Q) a Q (当Q a时，否则 P 0)。假设厂商i生产产量qi的总成

2、本为Ci Ci(qi) cqi,也就是说没有 固定成本且各厂的边际成本都相同， 为常数c(c a)。假设各厂同时选择产量，该模 型的纳什均衡是什么？当趋向于无穷大时博弈分析是否仍然有效？3、两个厂商生产一种完全同质的商品，该商品的市场需求函数为Q 100 P ,设厂商1和厂商2都没有固定成本。若他们在相互知道对方边际成 本的情况下，同时作出产量决策是分别生产 20单位和30单位。问这两个厂商的边际成 本各是多少？各自的利润是多少？4、五户居民都可以在一个公共的池塘里放养鸭子。每只鸭子的收益V是鸭子总数N的函数，并取决于N是否超过某个临界值N ；如果N N ,收益问:v v(N) 50 N ；如

3、果N N时，v(N) 0。再假设每只鸭子的成本为c 2元。若所有居民同时决定养鸭的数量，问该博弈的纳什均衡是什么？5、三对夫妻的感情状态可以分别用下面三个得益矩阵对应的静态博弈来表示。 这三个博弈的纳什均衡分别是什么？这三对夫妻的感情状态究竟如何？矩阵1:妻子活着死了1, 1-1, 0死了0,-10, 0矩阵2:妻子死了0, 01, 0死了0, 10, 0矩阵3:妻子死了-1, -11, 0死了0, 10, 06、两个个体一起参加某项工程，每个人的努力程度e 0,1 (i 1,2),成本为c(e)(i 1,2),该项目的产出为f(e,s2)。个体的努力程度不影响到项目的分 配方法，项目的产出在

4、2个体之间均分。试回答以下问题：222_2/11、如果f (ei，e2)3062,c(e)0 (i1,2)，试求此博弈的的Nash均衡(即两个个体选择的最优努力程度)。2、如果f (0,%)4962,c(e)e(i1,2),试求此博弈的的Nash均衡。第2次作业1、企业甲和企业乙都是彩电制造商，都可以选择生产低档产品或高档产品，每个 企业在四种不同的情况下的利润如以下得益矩阵所示。如果企业甲先于企业乙进行产品选择并投入生产，即企业乙在决定产品时已经知道企业甲的选择， 而且这一点双方都清 楚。(1)用扩展型表示这一博弈。(2)这一博弈的子博弈完美纳什均衡是什么?企业乙企业甲高档低档高档500,

5、5001000, 700低档700, 1000600, 6002、两个寡头企业进行价格竞争博弈，企业 1的利润函数是22.1(p aq c) q ,企业2的利润函数是 2(q b) p,其中p是企业1的价格，q是企业2的价格。求：(1)两个企业同时决策的纯策略纳什均衡；(2)企业1先决策的子博弈完美纳什均衡；(3)企业2先决策的子博弈完美纳什均衡；(4)是否存在参数a,b,c的特定值或范围，使两个企业都希望自己先决策？3、考虑如下的双寡头市场战略投资模型：企业 1和企业2目前情况下的生产成本 都是c 2。企业1可以引进一项新技术使单位成本降低到 c 1,该项技术需要投 资f。在企业1作出是否投

6、资的决策(企业 2可以观察到)后，两个企业同时选择产 量。假设市场需求函数为 p(q) 14 q ,其中p是市场价格，q是两个企业的总 产量。问上述投资额f处于什么水平时，企业1会选择引进新技术？4、在市场进入模型中，市场逆需求函数为 p=13-Q,进入者和在位者生产的边际 成本都为1,固定成本为0,潜在进入者的进入成本为4。博弈时序为：在位者首先决 定产量水平；潜在进入者在观察到在位者的产量水平之后决定是否进入；如果不进入， 则博弈结束，如果进入，则进入者选择产量水平。求解以上博弈精炼纳什均衡。5、在三寡头的市场中，市场的逆需求函数 p a Q,Q为三家产量之和，每家企业 的不变边际成本为c

7、,固定成本为00如果企业1首先选择产量，企业2和企业3观察 到企业1的产量后同时选择产量，则均衡时的市场价格。第3次作业1、两个人合作开发一项产品，能否成功与两个人的工作态度有关，设成功概率如利益。问该博弈无限次重复博弈的均衡是什么？2、两寡头古诺产量竞争模型中厂商的利润函数为iqi(ti qj qi),i 1,2。若t1 1是两个厂商的共同知识，而12则是厂商2的私人信息，厂商1只 知道t2 3/4或12 4/5 ,且12取这两个值的概率相等。若两个厂商同时选择产 量，请找出该博弈的纯策略贝叶斯均衡。3 、两个厂商生产相同产品在市场上进行竞争性销售。第1个厂商的成本函数为C1 q1，其中q1

8、为厂商1的产量。第2个厂商的成本函数为c eq2,其中q2为厂商2 的产量，c为其常数边际成本。两个厂商的固定成本都为零。厂商 2的边际成本c是厂 商2的“私人信息”，厂商1认为c在；,% 上呈均匀分布。设市场需求函数为P 4。q2,其中P为价格，两个厂商都以其产量为纯战略，问纯战略贝叶斯均衡 为何？。4、两个企业同时决定是否进入一个市场， 企业i的进入成本i 0,)是私人信 息，i是服从分布函数F( i)的随机变量以及分布密度f( i)严格大于零，并且1和 2两者独立。如果只有一个企业进入，进入企业 i的利润函数为 m i ;如果两个企 业都进入，则企业i的利润函数为 di ;如果没有企业进

9、入，利润为零。假定 m和d是共同知识，且 m> d >0,试计算此博弈的贝叶斯均衡。博弈论第1次作业答案1、a.写出以上博弈的战略式描述学生B企业1企业2学生A企业1企业2的均略 为2）,b.求出以上博弈所有纳什均衡（包括混合策略衡）存在两个纯战纳什均衡：分别（企业1,企业收益为（W1,W2）。（企业2,企业1）,收益为（W2,W1） o存在一个混合策略均衡：令学生 A选择企业1的概率为p ,选择企业2的概率为1 p ；学生B选择企业1的概率为q ,选择企业2的概率 为1 q 。当学生A以（p,1 p）的概率选择时，学生B选择企业1的期望收益应该与选择企业2的期望收益相等，即：2W

10、2 W1W1 W2解得：2W1 W2 , p1W1 W2 , 同理求出： 解得：2W2 W1W1 W2所以，混合策略纳什均衡为：学生A、B均以（2W1 W2 2W2 W1W1 W2 , W1 W2概率选择企业1,企业2。2、该模型的纳什均衡是什么？当趋向于无穷大时博弈分析是否仍然有 效？各厂商的利润函数为：求解：对其求导，令导数为0,解得反应函数为：*纳什均衡（q1 ,q2,qJ，必是n条反应函数的交点* a cq1 q2. qn丁 ,且为唯一的纳什均衡当趋向于无穷大时博弈分析无效。* lim qi n.a lim°,此时为完全竞争市场，此时博弈分析无效。3、问这两个厂商的边际成本各

11、是多少？各自的利润是多少?设：边际成本不变，为C1 , c2。计算得市场出清价格为：两个厂商的利润函数为：求解：对其求导，令导数为0,解得反应函数为： *纳什均衡（qi ,q2）,即（20,30 ）为两条反应函数的交点 得到：G 30, C2 20。此时：Ui 400,比 900。4、若所有居民同时决定养鸭的数量，问该博弈的纳什均衡是什么? 设居民i选择的养鸭数目为ni （i 1,2,3,4,5）,则总数为5Nni。i 1假设：居民的得益函数为：计算：得到反应函数： *5、反应函数的交点（1,门2,门3,门4,门5）是博弈的纳什均衡。 * 、将（】，n2,门3,门4,门5）带入反应函数，得：

12、*ni但Q%8。此时：Ui64。此时，N40然后讨论下N若 N 40 ,N ,上述博弈成立。N55、问：这三个博弈的纳什均衡分别是什么？这三对夫妻的感情状态究 竟如何？矩阵1:（活着，活着）（死了，死了）可以看出这对夫妻间感情十分深厚。这对夫妻同生共死，一个死了， 则另一个也选择死去。如果一个死了，一个活着，那么活着的将生不如死。矩阵2:（活着，活着）（活着，死了）（死了，活着）可以看出这对夫妻间感情一般。这对夫妻共同活着没有收益，一个死了，对于另一个来说反而更好。矩阵3:（活着，死了）（死了，活着）可以看出这对夫妻间感情很梢糕。这对夫妻共同活着对双方来说是生不如死。一个死了，对于另一个来说反

13、而更好。26、 如果f（0台）3q0 , c（q） q （i 1,2）,试求此博弈的 Nash均衡（即两个个体选择的最优努力程度）。(2)如果f Be) 4062, c(e) e(i 1,2),试求此博弈的 Nash均衡。(1)收益为：得出反应函数为：*纳什士衡(3,62)为两条反应函数的交点，代入得出：两个人都不会努力的(2)收益为：分别求偏导：此时，两个人的努力程度都与对方的努力程度有关一 1 一向0，a)时，博弈一方越努力，另一方就选择努力程度为0,此时纳什均衡为(0,0)11 1、向 3时，双方收益均达到最大值，此时纳什均衡为 (2,2).1 (2,1时，博弈一方越努力，另一方选择努力

14、程度为 1,此时纳什均衡为(1,1 )第2次作业答案1, (1)用扩展型表示这一博弈。(2)这一博弈的子博弈完美纳什均衡是什么？运用逆向法，由乙先来选择，在两个子博弈中，乙选择红色所示的路径。再由甲选择，在(高档，低档)，(低档，低档)之间选择。甲选择绿色所示路径, 最终的子博弈完美纳什均衡是(高档，低档)，双方的收益为(1000,700)2、(1)两个企业同时决策的纯策略纳什均衡；同时决策时，两个企业都为了各自利润最大化分别对各自利润求导，并令导数为 0解得：p aq c 1 bq b '2 ab c此时，两个企业同时决策的纯策略纳什均衡为企业 1,2的价格为(aq c,b)(2)企

15、业1先决策的子博弈完美纳什均衡；企业1先决策，则企业2会在知道企业1的决策后，寻求自身利润最大化 所以：将q b带入 1(p aq c)2 q (p ab c)2 b此时，babc ,跟同时决策时的纳什均衡相同。c, b)企业1先决策的子博弈完美纳什均衡为企业1,2的价格为(ab(3)企业2先决策的子博弈完美纳什均衡；企业2先决策，则企业1会在知道企业2的决策后，寻求自身利润最大化 所以：22将 p aq c带入 2(q b) p (q b) aq c此时，2企业2先决策的子博弈完美纳什均衡为企业 1,2的价格为(旦b, ab c) 24(4)是否存在参数a,b,c的特定值或范围，使两个企业都

16、希望自己先决策?企业在先决策时得到的利润大于后决策时的利润时，会希望先决策企业1希望先决策：a2ab c ab c 0 a 0,c ab4，企业2希望先决策：-_ab a b 0 a 0,b万2 ，a 0,b a结论：2 , c ab3、(1)企业1没有引入新技术求两个企业的利润最大化，只要对利润函数求偏导，并另偏导为 0得到：。4, q2 41 16, 2 16(2)企业1引入新技术求两个企业的利润最大化，只要对利润函数求偏导，并另偏导为 01411得到：q1q2 -3 3t ,17此时，p 3引入新技术使得企业1的利润不少于没有引入新技术前的利润，所以 得到时，企业1会选择引进新技术。52

17、4、(1)企业1的产量qi,企业2以产量q2进入市场企业2后进入市场，则企业2会在知道企业1的决产量后，寻求自身利润最大化 所以：1将q2 6 25带入 1(12 。q2)q1 ,得此时，q1 6, q2 31 18, 2 5(2)企业1的产量q1,企业2以产量q2进入市场时利润为0,觉得不进入市场企业2后进入市场，则企业2会在知道企业1的决产量后，寻求自身利润最大化 所以：-1将q2 6 2q1带入 2(12 q1 q2)q240,得1 32 ,此时，企业2不进入市场。5、三个企业的利润函数为：i (p c)q (a q1 q2 q3 c)q(i 1,2,3)企业2和企业3观察到企业1的产量

18、后同时选择产量企业2和3均为了各自利润最大化选择产量，求解出各个的反应函数：a q1 c q2 q1 q3 % ,将反应函数带入企业 1的利润函数，得3对其求偏导，求解出企业1利润最大时的产量q2 q3,a c此时：P a ( 2a c a c) a 5c666第三次作业答案1、两个人的得益矩阵如下:BA努力偷懒努力偷懒一次博弈纳什均衡为(偷懒，偷懒)，无法实现帕累托最优(努力，努力)。无限 次博弈时，对于A,第一阶段选择努力,(1)若前t-1时刻选择均为努力，t时刻也选择努力94(1)A lim -(1 t 42 2) t时刻选择偷懒，则前面的行为均为偷懒达到(努力，努力)这个均衡，使 A A ,即,米取触发策略。、均衡为(努力，努力)，合作产生。2、假设：厂商2在t2 3/4时，产量为q2 ,利润为2 ；厂商2在t24/5时，产量为q2 ,利润为2对于厂商2来说，分别具有50%的概率得到以下的利润C，3仁仁、2 q2 (二 q q2)44、2q2 (5q1q2 )对于厂商1来说，利润为L 11e 1 二q1(1 q1 q2)二q(1 q1 q2