《博弈论及其在经济管理中的应用》教学.ppt
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1、2023/2/251博弈论及其在经济管理中的应用博弈论及其在经济管理中的应用 教学课件郑长德 教授西南民族大学经济学院课程描述n博弈论是现代经济学中具有旺盛生命力的一个理论分支和学术流派,是当今主流经济学的重要组成部分。在经济分析中,博弈论的广泛应用已经引起了一场“经济理论的革命”。从1994年到2007年先后有13位博弈论和信息经济学专家获得了诺贝尔经济学奖,在诺贝尔经济学奖的历史上,在这么短的时期把这一科学研究最高荣誉授予同一领域,确属罕见,其信号传递意义是相当明确的。博弈论以其擅长于研究现代市场竞争规律的独特优势,也引起了我国正在探索中国特色的社会主义市场经济之路的人们的极大兴趣。202
2、3/2/252n博弈是经济行为主体在“策略相互依存”局势下相互作用状态的抽象表达。博弈论是研究博弈局势下经济行为主体的理性行为选择的理论,或者说是研究多人决策问题的理论,这类问题在经济学和管理学研究中经常遇到。例如,在经济研究中,微观领域的讨价还价、拍卖机制的设计,特别是产业组织领域,就涉及博弈论;宏观领域中,国家之间的竞争与合作、宏观经济政策制定者和企业等微观单位之间的相互作用等,用博弈论能够得到很好的理解。在企业管理中,博弈论就更是大有用武之地。企业的投资决策、融资决策、市场营销决策、人力资源管理等都涉及到多方的互动关系,而这正是博弈论的优势所在。实际上,企业本身上就是一个博弈网。总之,无
3、论是宏观层次还是微观层次的决策问题都可以运用博弈论的理论和方法进行分析。正如诺贝尔经济学奖获得者萨缪尔森所说:“要想在现代社会做一个有文化的人,你必须对博弈论有一个大致的了解”。2023/2/253n本课程对博弈论的主要内容和研究方法及其在经济管理中的应用进行比较全面系统的介绍和讨论。除第一章外,全书有四个部分,每个部分所研究的博弈及其应用都有共同的信息结构。每个部分都从所考察的博弈的均衡概念和解方法的介绍开始,然后是它们在经济管理中的应用。在进行应用分析时,我们试图从博弈理论和经济基础两个方面进行详细的分析。在应用中所选择的例子非常广泛,它们来自于劳动经济学、公共经济学、国际经济学、资源经济
4、学、宏观经济学、公司金融、银行、产业组织理论、人力资源、市场营销等等。2023/2/254参考教材与书目u参考教材:郑长德 编著 博弈论及其在经济管理中的应用,成都电子科技大学出版社,2009u参考书目:阿维纳什 K.迪克西特(Avinash K.Dixit)、巴里 J.奈尔伯夫(Barry J.Nalebuff)著 妙趣横生博弈论,董志强、王尔山 译,北京机械工业出版社,2009 2023/2/255课程要求n先修课程:经济数学 微观经济学 宏观经济学n考试要求:平时成绩(50%)+期末成绩(50%)n平时成绩=作业(30%)+考勤(20%)n期末成绩:开卷2023/2/2562023/2/
5、257第1章 博弈论概述博弈论概述 本章介绍博弈论的基本概念,包括什么是博弈和博弈论,给出一些经典博弈例子。对博弈分类和博弈理论的结构作一些讨论,对博弈论的发展历史等作简单介绍。目标是让读者对博弈论的内容和博弈模型有更直观的概念和印象,本教材的基本内容,以及博弈分析的基本思想方法等形成初步的认识,为后面各章展开详细分析作好铺垫和准备。2023/2/258本章分4节1.1 博弈的要素 1.2 博弈的表述 1.3 博弈的类型 1.4 博弈论简史2023/2/2591.1 博弈的要素 1.1.1 什么叫博弈和博弈论 1.1.2 博弈的要素 2023/2/2510 例例1:“石头石头剪子剪子布博弈布博
6、弈”0,01,-1-1,1-1,11,-10,01,-1-1,10,0石 头剪 子布乙乙石 头剪 子布甲甲 几个例子几个例子2023/2/2511例例2:囚徒困境(:囚徒困境(prisoners dilemma)n囚徒的困境是图克(Tucker)1950年提出的n该博弈是博弈论最经典、著名的博弈n该博弈本身讲的是一个法律刑侦或犯罪学方面的问题,但可以扩展到许多经济问题,以及各种社会问题,可以揭示市场经济的根本缺陷2023/2/2512-5,-50,-8-8,0-1,-1坦 白不坦白坦 白不坦白两个罪犯的得益矩阵嫌疑人嫌疑人 2嫌嫌疑疑人人1嫌疑人1:坦白嫌疑人2:坦白2023/2/2513例例
7、3:能否双嬴:能否双嬴产量竞争:考虑两家企业垄断了某一产品市场的情况。每一企业在生产决策时考虑的都是产量变化,即决定生产多少该种产品才能使企业利润最大?因为这两家企业在市场上的主宰地位,他们两家的产量之和就等于市场对该产品的需求总量。于是,每一厂家的生产决策就会直接影响到另一厂家的生产决策,他们之间必然要展开激烈的竞争。每一家企业都要对另一家企业的产量决策做出反应并采取相应的产量决策,也就是说,每一家企业的产量决策都是要根据对竞争对手的预期,在估计出对手可能选定的产量的基础上再做出自己的最佳产量决策。2023/2/2514双寡头削价竞争100,10020,105150,2070,70高 价低
8、价高 价低 价寡头寡头2寡寡头头1双寡头的得益矩阵政府组织协调的必要性和重要性寡头1:低价(70)寡头2:低价(70)2023/2/2515例例3:能否双嬴:能否双嬴劳动力市场:雇主和雇员之间是一种委托代理关系,雇主是委托人,雇员是代理人。雇主考虑的是在不知道潜在的雇员的劳动态度和劳动技能的情况下,根据自身利益最大化的需要,应该怎样制定和设计激励、监督机制和用工合同;雇员考虑的是,根据雇主提供的条件,应选择什么样的岗位、接受哪一种合同、以什么样的劳动态度和该怎样贡献将会使自己收入最多、最合算。2023/2/2516 例例4:“上有政策,下有对策上有政策,下有对策”在市场经济运行中,政府在运用经
9、济政策对市场失灵进行弥补和必要的宏观调控时,必然要考虑到政策的有效性,既要考虑到政策是否能够达到预期目标,又要考虑所出台的政策会引起什么反应;而公众(政策对象)对政府态度、政策走势、经济形势等形成一种预期来指导自己的行为以期获得自身效用最大化。在政策的制定、实施、反馈和完善过程中,政策制定者和政策对象之间的这种相互联系的机制,及其本质意义上所形成的博弈关系,就是通常所说的“上有政策,下有对策”的真正含义。2023/2/2517u请举出其他类似的例子2023/2/2518什么叫博弈和博弈论 博弈定义博弈定义:博弈(game),又译对策、游戏或竞赛,最早由德国数学家、哲学家莱布尼兹于1710年提出
10、,它是对若干个人在“策略相互依存”情形下相互作用状态的抽象表述。博弈核心特征博弈核心特征:有一些规则,我们叫做博弈规则 有一个结果 策略 策略有相互依赖性 2023/2/2519u博弈论(博弈论(game theory or theory of game)又译对策论、游戏理论或竞赛理论,它是研究博弈情形下,博弈参与者的理性行为选择的理论;或者说,它是关于竞争者如何根据环境和竞争对手的情况变化,采取最优策略和行为的理论。u博弈论研究博弈论研究 博弈论所研究的是在代理人知道其行动彼此影响,且每个代理人都考虑到这点时,代理人如何做出决策。正是决策者的相互作用、有目的的行为和决策要影响其他代理人,使得
11、策略决策不同于其他的决策。2023/2/252011.2 博弈的要素博弈的要素局中人(players)策略(strategies)信息(information)得益(payoff)均衡(equilibrium)行动(actions or moves)结果(outcome)2023/2/25211.2 博弈的表述博弈的表述1.2.1 标准型表述 1.2.2 扩展型表述 1.2.3 特征函数表述 2023/2/25221.2.1 标准型表述标准型表述(或策略型表述或策略型表述)(normal-form or trategic-form representation)u定义定义:在一个n人博弈的标准
12、型表述中,局中人的策略空间为S1,,Sn,得益函数为u1,,un。我们用G S1,,Sn;u1,,un 表示此博弈。u博弈的标准型表述详细说明博弈的标准型表述详细说明:博弈中的局中人 每个局中人可供选择的策略 给定局中人选择的策略组合,每个局中人的得益 u在标准型博弈中,局中人同时选择他们的策略,但这并不意味着各方的行动必须是同时的:只要是每一个局中人在选择行动时不知道其他局中人的选择就即可!2023/2/2523-5,-50,-8-8,0-1,-1坦 白不坦白坦 白不坦白两个两个嫌疑人嫌疑人的得益矩阵的得益矩阵嫌疑人嫌疑人2嫌嫌疑疑人人1嫌疑人1:坦白嫌疑人2:坦白囚徒困境的标准型表述囚徒困
13、境的标准型表述:-5,-50,-8-8,0-5,-50,-8-1,-1-8,0-5,-50,-82023/2/2524例例5:石油钻探博弈:石油钻探博弈利用标准型表述可把该博弈表述为:石油钻探博弈中的局中人是A和B 在石油钻探博弈中,两个局中人同时有两个策略:小井(钻探一口小井)和大井(打一口大井)在石油钻探博弈中,得益是每个企业在租期里所获得的总利润其双变量矩阵如图:-1,-1-8,0-5,-50,-8-5,-50,-8-8,0-5,-50,-81,116,114,14-1,16小井大井A小井大井B得益(百万美元):B,A)2023/2/25251.2.2 扩展型表述扩展型表述(extens
14、ive-form)定义:定义:博弈的扩展型表述包括:局中人集合:i1,n。N自然 局中人的行动顺序(the order of moves)局中人的行动空间(action set)局中人的“信息集”局中人的得益函数,即与局中人可能选择的每一行动组合相对应的各个局中人的得益。外生事件 的概率分布。2023/2/2526作为扩展型博弈的例子,考虑下面的博弈:有两个局中人,它们是局中人1和局中人2每个局中人有两个可行的选择,局中人1的可行选择是左,右;局中人2的可行选择是上,下。局中人1从可行集左,右中选择一个行动a1;局中人2观察a1,然后从上,下中选择一个行动a2两个局中人的得益为U1(a1,a2
15、),U2(a1,a2)博弈树 为:2023/2/25271.2.3 特征函数表述特征函数表述(characteristic-form represtentation)特征函数表述特征函数表述 又叫做联盟型博弈,它是合作博弈的基本表述方式!2023/2/25281.3 博弈的类型博弈的类型u从博弈论的基本定义可以看出,无论什么博弈,总是存在如下三个要素:(1)局中人;(2)每个局中人的策略空间;(3)每个局中人的得益函数。局中人集合、策略空间和得益函数等构成博弈的基本信息。博弈可以按这些基本信息进行分类。1.3.1 单人博弈、两人博弈与多人博弈1.3.2 静态博弈、动态博弈和重复博弈1.3.3
16、完全信息博弈和不完全信息博弈 1.3.4 零和博弈、常和博弈与变和博弈1.3.5 合作博弈和非合作博弈1.3.6 经济博弈、政治博弈、军事博弈和社会博弈 2023/2/25291.3.1 单人博弈、两人博弈与多人博弈局中人局中人:独立决策、独立承担博弈结果的个人或组织n博弈规则面前局中人之间平等,不因局中人之间权利、地位的差异而改变n局中人数量对博弈结果和分析有影响n根据局中人数量分单人博弈、两人博弈、多人博弈等。最常见的是两人博弈,单人博弈是退化的博弈2023/2/2530单人博弈就是只有一个局中人的博弈 n在只有一名局中人的单人博弈中,又有两种情况:局中人完全控制了所有结果,有人称此种博弈
17、为技能博弈(games of skill)另一种情况是只有一名局中人与自然的博弈,叫做几率博弈(games of chance)2023/2/2531-7000-16000-10000-10000好天气(75%)坏天气(25%)自自 然然商商人人水 路陆 路运输路线得益矩阵01-7000-10000-16000-10000运输路线扩展形好天气(75%)坏天气(25%)单人博弈实质单人博弈实质个体最优化问题个体最优化问题2023/2/2532单人迷宫入口AB出口(奖金M)A,1B,1右左右左M00扩展形2023/2/2533两人博弈n两人博弈即有两个局中人的博弈n两人博弈最常见,研究最多,是最基
18、本和有用的博弈类型n囚徒困境、猜硬币、齐威王田忌赛马等都是两人博弈n两人博弈有多种可能性,局中人的利益方向可能一致,也可以不一致2023/2/2534多人博弈n三个局中人之间的博弈n可能存在“破坏者”:其策略选择对自身的利益并没有影响,但却会对其他局中人的利益产生很大的,有时甚至是决定性的影响。申办奥运会是典型例子。n多人博弈的表示有时与两人博弈不同,需要多个得益矩阵,或者只能用描述法2023/2/2535n例7 有三个城市争夺某届奥运会的主办权,由80个国际奥委会委员投票一次来决定,以得票最多者获胜。并且根据投票前的活动情况和调查,估计三城市所得票数基本上是这样的:A城市33票,B城市29票
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- 博弈论及其在经济管理中的应用 博弈论 及其 经济管理 中的 应用 教学
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