(本科)信息经济学-第三章信息经济学研究方法-1教学ppt课件.ppt
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1、(本科)信息经济学-第三章信息经济学研究方法-1教学ppt课件第三章第三章 信息经济学研究方法信息经济学研究方法 第一节第一节 规范研究与实证研究规范研究与实证研究 第二节第二节 博弈论博弈论 第三节第三节 非线性规划理论非线性规划理论假设条件假设条件 与现实不违背与现实不违背 条件之间不矛盾条件之间不矛盾基本模型基本模型 构造合理构造合理 推导简洁、正确推导简洁、正确分析或分析或结论结论 不可批判性不可批判性 与现实吻合或合理与现实吻合或合理复杂模型(扩展或推广)复杂模型(扩展或推广) 复杂化复杂化 应用应用评论评论理论演绎理论演绎 提出假说提出假说 构建模型构建模型实证分析实证分析 收集数
2、据收集数据 数据处理数据处理 计量检验计量检验结论结论 做出预测做出预测 给出问题的对策给出问题的对策文献综述文献综述 研究方法研究方法 研究结论研究结论讨论讨论经济学研究的基本问题:经济学研究的基本问题: 资源的有效配置资源的有效配置 人的行为人的行为经济学的基本假设:人是理性的经济学的基本假设:人是理性的理性人:在一定的约束条件下,使自己的收益最大化。理性人:在一定的约束条件下,使自己的收益最大化。一、经济博弈论的产生与发展一、经济博弈论的产生与发展 通常,人们将数学家冯通常,人们将数学家冯 诺依曼(诺依曼(von Neumann)于)于1928年提出的二年提出的二人零和博弈的极小化极大定
3、理作为博弈论奠基的标志。人零和博弈的极小化极大定理作为博弈论奠基的标志。 1944年,数学家年,数学家冯冯 诺依曼(诺依曼(von Neumann)和经济学家摩根斯坦恩)和经济学家摩根斯坦恩(Morgenstern)合作发表了)合作发表了博弈论和经济行为博弈论和经济行为一书,被认为是应用一书,被认为是应用博弈论进行经济分析的开始。博弈论进行经济分析的开始。 20世纪世纪50-60年代,博弈论确立了发展的基础。年代,博弈论确立了发展的基础。1950-1951年,年,Nash发发表了两篇关于非合作博弈的重要论文。表了两篇关于非合作博弈的重要论文。1950年,年,Tucker定义了定义了“囚犯难题囚
4、犯难题”(prisoners dilemma) 。Nash和和Tucker的工作基本奠定了现代博弈论的的工作基本奠定了现代博弈论的基础。基础。 20世纪世纪60年代,泽尔腾(年代,泽尔腾( Selten )将纳什均衡的概念引入了动态分析。)将纳什均衡的概念引入了动态分析。1967-1968年,海萨尼(年,海萨尼(Harsanyi)发表了具有不完全信息的由发表了具有不完全信息的由Bayesian局中人所进行的博弈。此后,局中人所进行的博弈。此后,他们两人长期合作,发展了非合作博弈理他们两人长期合作,发展了非合作博弈理论。论。 1994年诺贝尔经济学奖获得者:年诺贝尔经济学奖获得者: 美国数学家美
5、国数学家John F. Nash,德国经济学家,德国经济学家Reinhard Selten,美籍匈牙利,美籍匈牙利经济学家经济学家John C. Harsanyi。 1928年年Nash出生于美国,出生于美国,1950年获年获Princeton大学数大学数学博士学位,曾先后任教于学博士学位,曾先后任教于MIT和和Princeton大学。其博大学。其博士论文士论文非合作博弈非合作博弈首次区分了合作博弈与非合作博首次区分了合作博弈与非合作博弈,并且提出了非合作博弈的所谓弈,并且提出了非合作博弈的所谓Nash均衡概念。均衡概念。 1930年年 Selten出生于现属于波兰的德国城市,出生于现属于波兰
6、的德国城市,1961年获法兰克福大学数学博士学位,曾先后任年获法兰克福大学数学博士学位,曾先后任教于柏林自由大学、比勒菲尔特大学和波恩大学。教于柏林自由大学、比勒菲尔特大学和波恩大学。其主要贡献是在博弈论中引入了动态分析。其主要贡献是在博弈论中引入了动态分析。 1920年年Harsanyi出生于匈牙利,出生于匈牙利,1947年获布达年获布达佩斯大学博士学位,后到美国,佩斯大学博士学位,后到美国,1954年获斯坦福大年获斯坦福大学博士学位,曾先后任教于澳大利亚国立大学、加学博士学位,曾先后任教于澳大利亚国立大学、加州伯克利分校。于州伯克利分校。于2000年去世。他的贡献是将不完年去世。他的贡献是
7、将不完全信息引入了博弈论的研究。全信息引入了博弈论的研究。奥曼发现,在很多现实情况中,奥曼发现,在很多现实情况中,因此短期博弈理论往往具有很因此短期博弈理论往往具有很多限制性。为此,他首先提出了完整详尽的无限期重复博多限制性。为此,他首先提出了完整详尽的无限期重复博弈理论,并严格论证了何种结果能够在长时期的关系中得弈理论,并严格论证了何种结果能够在长时期的关系中得到维持。到维持。 2005年诺贝尔经济学奖获得者:年诺贝尔经济学奖获得者: 以色列和美国以色列和美国Robert J. Aumann(罗伯特(罗伯特奥曼奥曼),以及美),以及美国经济学家国经济学家Thomas C. Schelling
8、(托马斯(托马斯 谢林)谢林) 谢林于谢林于20世纪世纪60年代出版的著作年代出版的著作冲突的战略冲突的战略(The Strategy of Conflict),着力阐述了),着力阐述了。这些手段包括:事先承诺、边缘政策和有威慑力。这些手段包括:事先承诺、边缘政策和有威慑力的威胁。应用在核军备竞赛方面,上述理论为美国提供了处理一个的威胁。应用在核军备竞赛方面,上述理论为美国提供了处理一个根本问题的战略,这个问题就是如何发挥那些杀伤力极大武器的作根本问题的战略,这个问题就是如何发挥那些杀伤力极大武器的作用,由于它们的杀伤力太大,人们并不认为会真的投入使用。用,由于它们的杀伤力太大,人们并不认为会
9、真的投入使用。二、经济博弈论主要概念及表述二、经济博弈论主要概念及表述 (playersplayers):指做决策的个体。每个局中人):指做决策的个体。每个局中人的目标都是通过选择行动来使自己的效用最大化。的目标都是通过选择行动来使自己的效用最大化。 (pseudo-playerspseudo-players):指以一种纯机械的):指以一种纯机械的方式来采取行动的个体。自然是一种虚拟局中人,它在博方式来采取行动的个体。自然是一种虚拟局中人,它在博弈的特定时点上以特定的概率随机选择行动。弈的特定时点上以特定的概率随机选择行动。 例如:例如: 阴天阴天你要出门,要决定是否带伞你要出门,要决定是否带
10、伞 两个人两个人打牌打牌(actions):是指局中人的决策变量。):是指局中人的决策变量。 局中人局中人i i的行动以的行动以a ai i表示,是他所能做的某一选择。局表示,是他所能做的某一选择。局中人中人i i的行动集(的行动集(action set)是其可以采用的全部行动的集是其可以采用的全部行动的集合。一个行动组合(合。一个行动组合(action profile)是一个由博弈中的是一个由博弈中的n n个个局中人每人选择一个行动所组成的有序集。局中人每人选择一个行动所组成的有序集。 例如:例如: 出门:带伞出门:带伞 或或 不带伞不带伞 打牌:出牌打牌:出牌(information)指局
11、中人在博弈中的知识,特别是)指局中人在博弈中的知识,特别是有关其他局中人(竞争者或对手)的特征和行动的知识。有关其他局中人(竞争者或对手)的特征和行动的知识。 一般地,信息一般地,信息是以信息集(是以信息集(information set)的概念来的概念来模型化的。可以将局中人的信息集看成是其在特定时点对于模型化的。可以将局中人的信息集看成是其在特定时点对于不同变量的取值的了解程度。不同变量的取值的了解程度。例如:例如: 出门出门对天气的判断对天气的判断 打牌打牌对其他人的判断对其他人的判断 信息集的要素包括局中人认为可能的不同值。如果信息信息集的要素包括局中人认为可能的不同值。如果信息集有许
12、多要素的话,则表明存在局中人无法排除的许多取值。集有许多要素的话,则表明存在局中人无法排除的许多取值。如果信息集只有一个要素,则表明局中人准确地知道变量的如果信息集只有一个要素,则表明局中人准确地知道变量的取值。取值。信息种类信息种类含含 义义完美(完美(Perfect)每个信息集都是单结的每个信息集都是单结的确定(确定(Certain)自然不在任一参与人行动之后行动自然不在任一参与人行动之后行动对称对称(Symmetric)没有参与人在行动时或在终点结处与其它参与人不同的信息没有参与人在行动时或在终点结处与其它参与人不同的信息完全(完全(Complete)自然不首先行动或它的最初行动被每个参
13、与人所观察到自然不首先行动或它的最初行动被每个参与人所观察到* 来源:艾里克来源:艾里克拉丝缪森,拉丝缪森,博弈与信息博弈与信息博弈论概论,北京大学出版社,博弈论概论,北京大学出版社,2003年,第年,第46页。页。博弈中博弈中的分类的分类(common knowledge):指):指“所有局中人知道,所有局中人知道,所有局中人知道所有局中人知道所有局中人知道所有局中人知道” 的知识。的知识。 例如,在一个博弈中,局中人例如,在一个博弈中,局中人A知道自己的行动集合,局知道自己的行动集合,局中人中人B也知道也知道A的行动集合,的行动集合,A知道知道B知道知道A的行动集合的行动集合。 (stra
14、tegies),是局中人选择行动的规则,是局中人选择行动的规则,它告诉局中人在什么时候选择什么行动。它告诉局中人在什么时候选择什么行动。 局中人局中人i的战略(的战略(strategy)si是以下一项规则:给定其信是以下一项规则:给定其信息集,该战略决定在博弈的每一时点上局中人选择何种行动。息集,该战略决定在博弈的每一时点上局中人选择何种行动。 局中人局中人i的战略集(的战略集(strategy set)或战略空间(或战略空间(strategy space)Si=si是其可行战略的集合。是其可行战略的集合。 (strategy profile)s=(s1,sn)是由博弈的是由博弈的n个局中人每
15、人选择一个战略所组成的一个有序集。个局中人每人选择一个战略所组成的一个有序集。例如:例如: “人不犯我,我不犯人;人若犯我,我必犯人人不犯我,我不犯人;人若犯我,我必犯人” 三个和尚没水喝三个和尚没水喝 (payoff):指每个参与人从博弈中获得的效用):指每个参与人从博弈中获得的效用水平。既可以指实际支付,也可以用来指期望支付。它是水平。既可以指实际支付,也可以用来指期望支付。它是所有局中人战略或行动的函数,是每个局中人关注的核心所有局中人战略或行动的函数,是每个局中人关注的核心问题。问题。例如:例如: 出门带伞的成本为出门带伞的成本为2,如果下雨,有伞获得的,如果下雨,有伞获得的收益为收益
16、为6,则实际得到的效用为,则实际得到的效用为4。 (outcome):):是指在博弈结束后,建立博弈模是指在博弈结束后,建立博弈模型者从行动、支付和其他变量的取值中所挑选出来的他所型者从行动、支付和其他变量的取值中所挑选出来的他所感兴趣的要素的集合。感兴趣的要素的集合。(equilibrium):指所有局中人的最优战略组合或行动):指所有局中人的最优战略组合或行动组合。或者,均衡组合。或者,均衡s*=(s1*, sn*)指由博弈中的)指由博弈中的n个局中个局中人人每人选取的最佳战略所组成的一个战略组合。每人选取的最佳战略所组成的一个战略组合。 局中人局中人B 左左 右右 上上 2, 1 0,
17、0局中人局中人A 下下 0, 0 1, 2 一个博弈中需要的要素包括:局中人、行动、信息、战一个博弈中需要的要素包括:局中人、行动、信息、战略或策略、支付、结果和均衡。略或策略、支付、结果和均衡。 其中,对一个博弈的描述至少必须包括:局中人、战略其中,对一个博弈的描述至少必须包括:局中人、战略和支付。和支付。 局中人、行动和结果合起来统称为博弈规则(局中人、行动和结果合起来统称为博弈规则(rules of the game),博弈分析的目的在于运用博弈规则来确定均衡。),博弈分析的目的在于运用博弈规则来确定均衡。(uniqueness):):公认的均衡概念并不能保证惟公认的均衡概念并不能保证惟
18、一性,缺乏惟一性是博弈论的主要缺陷或问题。例如,可能一性,缺乏惟一性是博弈论的主要缺陷或问题。例如,可能存在多种均衡,或者根本就没有均衡。存在多种均衡,或者根本就没有均衡。 解决方案:看重博弈的规则,而不是均衡概念。解决方案:看重博弈的规则,而不是均衡概念。双变量指在两个局中人的博弈中,每一双变量指在两个局中人的博弈中,每一单元格都有两个数字单元格都有两个数字分别表示两个局中人的收益。分别表示两个局中人的收益。 局中人局中人B 左左 右右 上上 2, 1 0, 0局中人局中人A 下下 0, 0 1, 2 合作博弈(合作博弈(cooperative game):是以局中人整体的可):是以局中人整
19、体的可能联合行动集合为基本要素。通俗地说,如果局中人能够能联合行动集合为基本要素。通俗地说,如果局中人能够达成有约束力的协议或合约,则该博弈称为合作博弈。合达成有约束力的协议或合约,则该博弈称为合作博弈。合作博弈强调的是集体理性。作博弈强调的是集体理性。 非合作博弈(非合作博弈(non-cooperative game):是以单个局中):是以单个局中人的可能行动集合为基本要素的博弈。通俗地说,如果局人的可能行动集合为基本要素的博弈。通俗地说,如果局中人不能在博弈中达成有约束力的协议或合约,则称该博中人不能在博弈中达成有约束力的协议或合约,则称该博弈为非合作博弈。非合作博弈强调的是个体理性。弈为
20、非合作博弈。非合作博弈强调的是个体理性。 信息经济学主要研究的是非合作博弈。信息经济学主要研究的是非合作博弈。 按照博弈的收益分配结果划分,博弈可以划分为零和博弈按照博弈的收益分配结果划分,博弈可以划分为零和博弈和非零和博弈。和非零和博弈。 零和博弈指在博弈中一组局中人所得到的支付(或收益)零和博弈指在博弈中一组局中人所得到的支付(或收益)恰好是另一组局中人的损失。通俗地说,博弈结果总和为零恰好是另一组局中人的损失。通俗地说,博弈结果总和为零的博弈称为零和博弈。的博弈称为零和博弈。 非零和博弈指所有局中人的支付(或收益)的代数和不为非零和博弈指所有局中人的支付(或收益)的代数和不为零。为正或为
21、负。零。为正或为负。 例如:赢钱与输钱为零和博弈;例如:赢钱与输钱为零和博弈; 工会与厂方达成增加工资的协议双方获得工会与厂方达成增加工资的协议双方获得“双赢双赢”。反之,。反之,罢工导致罢工导致“两败俱伤两败俱伤”。(symmetric information):指):指博弈中任一局博弈中任一局中人都至少包含与其他每个局中人的信息集相同的元素。中人都至少包含与其他每个局中人的信息集相同的元素。 (asymmetric information):指):指至少有一个至少有一个局中人拥有私人信息(局中人拥有私人信息(private information)。)。(complete informat
22、ion):指局中人完全了解):指局中人完全了解其他局中人的收益或收益函数。通俗地说,局中人完全了解其他局中人的收益或收益函数。通俗地说,局中人完全了解其他局中人的特征、战略空间及支付函数。其他局中人的特征、战略空间及支付函数。 (incomplete information):指至少有一个):指至少有一个局中人不完全了解其他局中人的收益或收益函数。局中人不完全了解其他局中人的收益或收益函数。(perfect information):指一个参与人对其):指一个参与人对其他参与人的行动选择有准确的了解。他参与人的行动选择有准确的了解。(Imperfect information):):指博弈中至
23、少指博弈中至少有一个局中人不了解其他局中人的行动选择。有一个局中人不了解其他局中人的行动选择。 (static game):博弈中局中人同时选择行动,):博弈中局中人同时选择行动,或虽然不是同时行动但后行动者并不了解前行动者采取了或虽然不是同时行动但后行动者并不了解前行动者采取了什么具体行动。什么具体行动。 例如:例如: “石头、剪刀、布石头、剪刀、布”的游戏的游戏 应聘者演讲(轮流,但其他人在外等候)应聘者演讲(轮流,但其他人在外等候) 1 1)田忌赛马的博弈是否属于静态博弈?)田忌赛马的博弈是否属于静态博弈? 2 2)当你知道对方)当你知道对方40%40%出石头,出石头,30%30%出布和
24、出布和30%30%出剪刀,但不出剪刀,但不知道组合的顺序,你的最优策略是什么?知道组合的顺序,你的最优策略是什么?(dynamic game):指局中人的行动有先后顺):指局中人的行动有先后顺序,且后行动者能够观察到先行动者所选择的行动。序,且后行动者能够观察到先行动者所选择的行动。 例如:例如: 下棋、打牌等游戏下棋、打牌等游戏 应聘者演讲(轮流,但后者可以听前者的演讲)应聘者演讲(轮流,但后者可以听前者的演讲) 博士答辩的安排顺序博士答辩的安排顺序 政府政策与企业行为之间政府政策与企业行为之间“上有政策,下有对策上有政策,下有对策”博弈:博弈: 关税水平与走私、税收与逃税之间的博弈关税水平
25、与走私、税收与逃税之间的博弈 政府与企业之间政府与企业之间“鞭打快牛鞭打快牛”的博弈的博弈 政府官员政府官员“四菜一汤四菜一汤”规定的博弈规定的博弈 博弈的类型及对应的均衡概念博弈的类型及对应的均衡概念 行动顺序行动顺序 静态结构静态结构 动态结构动态结构 信信 息息 (战略博弈)(战略博弈) (扩展博弈)(扩展博弈) 完全信息静态博弈完全信息静态博弈 完全信息动态博弈完全信息动态博弈 完全信息结构完全信息结构 Nash均衡均衡 子博弈精练子博弈精练Nash均衡均衡 Nash(1950,1951) Selten(1965) 不完全信息静态博弈不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈不完全信息动态
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