Методические указания для выполнения заданий

Контрольных работ по дисциплине

«теория игр»

для студентов заочной формы обучения

Направление подготовки 080100.62 Экономика

профиль подготовки «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»

профиль подготовки «Экономика предприятий и организаций»

Екатеринбург

РГППУ

Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Теория игр». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2014. – 39 с.

Автор: канд. физ.-мат. наук С.Д. Филиппов

Одобрены на заседании кафедры высшей математики.

Протокол от 17.04.2014 № 8

Заведующий кафедрой Е.А.Перминов

Рекомендованы к печати методической комиссией МаИ РГППУ.

Протокол от 21.05.2014 № 10

Председатель методической

комиссии МаИ РГППУ Н.Н.Ульяшина

Директор МаИ Ю.И.Категоренко

ФГАОУ ВПО «Российский

государственный профессионально-

Педагогический университет», 2014

© С.Д. Филиппов, 2014

Цель контрольных работ – закрепление и проверка знаний, полученных студентами в процессе самостоятельного изучения учебного материала по данной дисциплине, а также выявление их умения применять полученные знания на практике.

Указания к выполнению контрольных работ

При выполнении контрольных работ необходимо руководствоваться следующими требованиями:

1. Вариант контрольной работы выбирать по последней цифре номера зачетной книжки.

2. Каждую контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради.

3. На обложке тетради должны быть ясно написаны название дисциплины, номер контрольной работы, фамилия студента, его инициалы, номер группы и шифр профилизации, шифр зачетной книжки.

4. В начале работы должен быть указан номер варианта задания.

5. Перед решением задачи должно быть полностью приведено ее условие.

6. Решение задач следует сопровождать необходимыми формулами, развернутыми расчетами и краткими пояснениями.

7. В конце работы должна стоять подпись студента с указанием даты ее выполнения.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Задания 1-2

Для данных платежных матриц:

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) сделать вывод о существовании решения игры в чистых стратегиях;

3) если игра имеет решение в чистых стратегиях, найти решение игры: стратегии игроков и цену игры.

1.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 1.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

1.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 1.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

1.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 1.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 1.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

1.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 1.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

Задание 2

2.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 2.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

2.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 2.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

2.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 2.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

2.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 2.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

2.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 2.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

Задания 3-6

Для данных платежных матриц:

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) упростить данную платежную матрицу, исключив из неё доминируемые строки и столбцы, соответствующие заведомо невыгодным стратегиям Получателя и Плательщика;

3) выявить активные стратегии игроков графическим методом при усло­вии его применимости;

4) найти решение игры: смешанные стратегии игроков и цену игры.

3.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 3.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

3.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 3.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

3.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 3.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

3.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 3.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

3.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 3.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

Задание 4

4.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 4.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

4.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 4.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

4.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 4.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

4.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 4.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

4.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 4.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

Задание 5

5.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 5.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

5.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 5.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

5.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 5.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

5.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 5.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

5.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 5.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

Задание 6

6.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 6.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

6.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 6.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

6.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 6.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

6.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 6.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

6.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 6.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

Задание 7

Для данной матрицы:

1. упростить матрицу, исключив из неё доминируемые строки, соот­ветствующие заведомо невыгодным стратегиям активного игрока;

2. восстановить пропущенную вероятность одной из гипотез о «пове­дении природы»;

3.выявить оптимальную стратегию активного игрока по математическому ожиданию прибыли;

4. выявить оптимальные стратегии активного игрока, применяя

4.1.опти­мистический критерий

4.2 пессимистический (Вальде) критерий,

4.3. критерий Гурвица (при д = 0,3),

4.4. критерий Сэвиджа.

7.01 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 7.02 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

7.03 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 7.04 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

7.05 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 7.06 методические указания для выполнения заданий - student2.ru

7.07 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 7.08 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

7.09 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; 7.10 методические указания для выполнения заданий - student2.ru ;

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ

В данном разделе приведены образцы выполнения заданий, содержащихся в контрольной работе.

Задания 1.1 – 1.10

Для данной платежной матрицы: методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) сделать вывод о существовании решения игры в чистых стратегиях;

3) если игра имеет решение в чистых стратегиях, найти решение игры: стратегии игроков и цену игры.

Решение

1) Введем обозначения стратегий первого игрока (Получателя) и второго игрока (Плательщика)

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Найдем нижнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Нижняя цена реализуется при использовании Получателем стратегии X2.

Найдем верхнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Верхняя цена реализуется при использовании Плательщиком стратегии Y1.

2) Сравнивая a и b ( методические указания для выполнения заданий - student2.ru ) делаем вывод:

- верхняя и нижняя цены игры не совпадают,

- цена игры с лежит в диапазоне

методические указания для выполнения заданий - student2.ru :

- игра не имеет решения в чистых стратегиях (следует искать смешанную стратегию).

- седловая точка отсутствует, значит, и обе стратегии первого игрока, и обе стратегии второго игрока являются активными.

Ответ:

1) Нижняя цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru , верхняя цены игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

- 2) Так как нижняя и верхняя цены игры не совпадают, решение игры не существует в чистых стратегиях.

-

Задания 2.1 –2. 10

Для данной платежной матрицы

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) сделать вывод о существовании решения игры в чистых стратегиях;

3) если игра имеет решение в чистых стратегиях, найти решение игры: стратегии игроков и цену игры.

Решение

1) Введем обозначения стратегий первого игрока (Получателя) и второго игрока (Плательщика)

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Найдем нижнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Нижняя цена реализуется при использовании Получателем стратегии X2.

Найдем верхнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Верхняя цена реализуется при использовании Плательщиком стратегии Y2.

2)Сравнивая a и b ( методические указания для выполнения заданий - student2.ru ) делаем вывод:

- верхняя и нижняя цены игры совпадают,

- цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru :

3) игра имеет решения в чистых стратегиях X2 и Y2.

Ответ:

1) Нижняя цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru , верхняя цены игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

2) Так как нижняя и верхняя цены игры совпадают, решение игры существует в чистых стратегиях.

3) Цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru . Её доставляют чистые стратегии X2 и Y2.

Задания 3.1 –3. 10

Для данной платежной матрицы

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) упростить данную платежную матрицу, исключив из неё доминируемые строки и столбцы, соответствующие заведомо невыгодным стратегиям Получателя и Плательщика;

3) выявить активные стратегии игроков графическим методом при условии его применимости;

4) найти решение игры: смешанные стратегии игроков и цену игры.

Решение

1) Введем обозначения стратегий первого игрока (Получателя) и второго игрока (Плательщика)

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Найдем нижнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Нижняя цена реализуется при использовании Получателем стратегии X1.

Найдем верхнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Верхняя цена реализуется при использовании Плательщиком стратегии Y4.

Сравнивая a и b ( методические указания для выполнения заданий - student2.ru ) делаем вывод:

- верхняя и нижняя цены игры совпадают,

- цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru :

игра имеет решения в чистых стратегиях

2) Сравним строки данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Получателю стратегий. Составим матрицу разностей элементов строк , соответствующим стратегиям

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует, что X1>X3 (X1доминирует X4) и X1>X4 т.к. все элементы строк - разностей неотрицательны.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует, что X3>X2, X4>X2

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Так как оставшиеся строки - разности содержат как положительные так и отрицательные элементы, то больше невыгодных стратегий Получателя нет.

Упрощаем платежную матрицу, вычеркивая из нее строки, соответствующие стратегиям X3 и X4

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Таким образом, активными стратегиями Получателя являются только X1и X2

Сравним теперь стратегии плательщика по полученной упрощенной матрице. Сравним столбцы данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Плательщику стратегий. Составим матрицу разностей элементов столбцов, соответствующим стратегиям Плательщика

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Все элементы третьего столбца разностей неотрицательны, отсюда следует, что Y1 невыгодная по сравнению с Y4 ( Плательщик минимизирует платежи) Y4>Y1.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Элементы обоих столбцов разностей неотрицательны, отсюда следует, что Y2 заведомо невыгодная по сравнению с Y3 (Y3>Y2) и Y2 заведомо невыгодная по сравнению с Y4 (Y4>Y2) .

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует, что Y3 заведомо невыгодная по сравнению с Y4. Таким образом, активной стратегией Плательщика является только Y4.

Упрощаем платежную матрицу, вычеркивая из нее столбцы, соответствующие стратегиям Y1, Y2, Y3

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Cучетом доминирования X1>X2 окончательно получаем.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

3)Графический метод не применим т.к. упрощенная платежная матрица выродилась в одноэлементную матрицу.

4) Цена игры С=5. Её доставляют чистые стратегии X1 и Y4.

Ответ:

1)Нижняя цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru , верхняя цены игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

2) Поэлементное сравнение стратегий позволяет выявить и исключить из рассмотрения заведомо невыгодные стратегии X2, X3, X4, Y1, Y2 и Y3.

3) Графический метод не применим.

4) Цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru . Её доставляют чистые стратегии X1 и Y4.

Задания 4.1 –4. 10

Для данной платежной матрицы

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) упростить данную платежную матрицу, исключив из неё доминируемые строки и столбцы, соответствующие заведомо невыгодным стратегиям Получателя и Плательщика;

3) выявить активные стратегии игроков графическим методом при усло­вии его применимости;

4) найти решение игры: смешанные стратегии игроков и цену игры.

Решение

1) Введем обозначения стратегий первого игрока (Получателя) и второго игрока (Плательщика)

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Найдем нижнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Нижняя цена реализуется при использовании Получателем стратегии X1.

Найдем верхнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Верхняя цена реализуется при использовании Плательщиком стратегии Y4.

Сравнивая a и b ( методические указания для выполнения заданий - student2.ru ) делаем вывод:

- верхняя и нижняя цены игры не совпадают,

- цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru :

игра не имеет решения в чистых стратегиях

2) Сравним строки данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Получателю стратегий. Составим матрицу разностей элементов строк, соответствующим стратегиям

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует, что X1>X3 (X1доминирует X3) и X1>X4 т.к. все элементы строк - разностей неотрицательны.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Так как оставшиеся строки - разности содержат как положительные, так и отрицательные элементы, то больше невыгодных стратегий Получателя нет.

Упрощаем платежную матрицу, вычеркивая из нее строки, соответствующие стратегиям X3 и X4

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Таким образом, активными стратегиями Получателя являются только X1и X2.

Продолжим упрощение платежной матрицы.

Сравним теперь стратегии плательщика по полученной упрощенной матрице.

Сравним столбцы данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Плательщику стратегий. Составим матрицу разностей элементов столбцов, соответствующим стратегиям Плательщика

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Все элементы второго и третьего столбцов - разностей неотрицательны, отсюда следует, что Y1 заведомо невыгодная по сравнению с Y3 и Y4 ( Плательщик минимизирует платежи) Y3>Y1, Y4>Y1.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Элементы в каждом из столбцов имеют разные знаки, следовательно, невыгодных стратегий не обнаружено.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует, что Y3 выгоднее, чем Y4. Таким образом, активными стратегиями Плательщика являются Y2 и Y3.

Упрощаем платежную матрицу, вычеркивая из нее столбцы, соответствующие стратегиям Y1и Y4.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Дальнейшему упрощению матрица не поддается.

3) Нижняя и верхняя цены игры не совпадают, поэтому обе стратегии и Получателя и Плательщика являются активными. Это можно подтвердить графическим методом.

Для этого построим отрезки прямых, проходящих, соответственно, через точки с координатами

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Получим

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Рис. 1

Из рисунка видно, что стратегии Y1,Y2 заведомо невыгодные, а Y3 и Y4 являются активными.

4) Пусть с – цена игры , x1,x2 вероятности, с которыми, соответственно, применяются стратегии X1, X2, а y2,y3- вероятности, с которыми, соответственно, применяются стратегии Y2, Y3. Тогда для Плательщика имеем

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Получили систему линейных уравнений относительно неизвестных

методические указания для выполнения заданий - student2.ru . Решая ее, например, методом подстановки, получим методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Для Получателя получим

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Решая ее, получим методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Ответ:

1) Нижняя цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru , верхняя цены игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

2) Поэлементное сравнение стратегий позволяет выявить и исключить из рассмотрения заведомо невыгодные стратегии X3, X4, Y1и Y4.

3) Графический метод позволяет выявить активные стратегии Плательщика Y2 и Y4,

4) Цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru . Её доставляют

смешанная стратегия Плательщика методические указания для выполнения заданий - student2.ru

смешанная стратегия Получателя методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

Задания 5.1 –5. 10

Для данной платежной матрицы

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) упростить данную платежную матрицу, исключив из неё доминируемые строки и столбцы, соответствующие заведомо невыгодным стратегиям Получателя и Плательщика;

3) выявить активные стратегии игроков графическим методом при усло­вии его применимости;

4) найти решение игры: смешанные стратегии игроков и цену игры.

Решение

1) Введем обозначения стратегий первого игрока (Получателя) и второго игрока (Плательщика)

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Найдем нижнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Нижняя цена реализуется при использовании Получателем стратегии X1.

Найдем верхнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Верхняя цена реализуется при использовании Плательщиком стратегии Y4.

Сравнивая a и b ( методические указания для выполнения заданий - student2.ru ) делаем вывод:

- верхняя и нижняя цены игры не совпадают;

- цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru :

- игра не имеет решения в чистых стратегиях.

2) Сравним строки данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Получателю стратегий. Составим матрицу разностей элементов строк, соответствующим стратегиям

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует, что стратегия Х1заведомо невыгодная по сравнению с остальными стратегиями

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Из анализа данной матрицы делаем вывод, что стратегия Х2 доминирует стратегию Х3 (X2>X3).

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Последняя строка - разность содержит как положительные, так и отрицательные элементы, поэтому других невыгодных стратегий Получателя нет.

Упростим платежную матрицу, вычеркивая из нее 1-ой и 3-ей строк ?,.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Сравним теперь стратегии плательщика.

Сравним столбцы данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Плательщику стратегий. Составим матрицу разностей элементов столбцов, соответствующим стратегиям Плательщика

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Все элементы второго столбца неотрицательны , следовательно , Y2<Y4

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Элементы в каждом из столбцов полученных матриц имеют разные знаки, следовательно, дальнейшего упрощения матрицы произвести не удастся.

3) Найдем активные стратегии Получателя графическим методом. Для этого построим отрезки прямых, проходящих, соответственно, через точки с координатами

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Получим

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Рис.2

Точка М (Рис.2 )имеет наибольшую ординату на нижней границе получившейся фигуры. Точка М является точкой пересечения прямых Y1 и Y3, поэтому эти две стратегии являются активными. Зная об этом, можно рассмотреть следующее упрощение платежной матрицы:

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

3) Пусть с – цена игры , x2,x4 - вероятности, с которыми, соответственно, применяются стратегии X2, X4, а y1,y3- вероятности, с которыми, соответственно, применяются стратегии Y1, Y3. Тогда для Плательщика имеем

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Получили систему линейных уравнений относительно неизвестных

методические указания для выполнения заданий - student2.ru . Решая ее, например, методом подстановки, получим методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Для Получателя получим

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Решая ее, получим методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Ответ:

1) Нижняя цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru , верхняя цены игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

2) Поэлементное сравнение стратегий позволяет выявить и исключить из рассмотрения заведомо невыгодные стратегии X1 и X3.

3) Графический метод позволяет выявить активные стратегии Плательщика Y1 и Y3,

4) Цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru . Её доставляют

смешанная стратегия Плательщика методические указания для выполнения заданий - student2.ru

смешанная стратегия Получателя методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

Задания 6.1 –6. 10

Для данной платежной матрицы

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) найти и сравнить нижнюю и верхнюю цены игры;

2) упростить данную платежную матрицу, исключив из неё доминируемые строки и столбцы, соответствующие заведомо невыгодным стратегиям Получателя и Плательщика;

3) выявить активные стратегии игроков графическим методом при усло­вии его применимости;

4) найти решение игры: смешанные стратегии игроков и цену игры.

Решение

1) Введем обозначения стратегий первого игрока (Получателя) и второго игрока (Плательщика)

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Найдем нижнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Нижняя цена реализуется при использовании Получателем стратегии X1.

Найдем верхнюю цену игры

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Верхняя цена реализуется при использовании Плательщиком стратегии Y4.

Сравнивая a и b ( методические указания для выполнения заданий - student2.ru ) делаем вывод:

- верхняя и нижняя цены игры не совпадают,

- цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru :

игра не имеет решения в чистых стратегиях

2) Сравним строки данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Получателю стратегий. Для этого составим матрицы разностей элементов строк, соответствующим стратегиям

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует , что стратегия Х4 заведомо невыгодная по сравнению со стратегией Х1.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Из анализа данной матрицы делаем вывод, что стратегий заведомо невыгодных по сравнению с Х2 нет.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Последняя строка -разность содержит как положительные так и отрицательные элементы, поэтому других невыгодных стратегий Получателя нет.

Упростим платежную матрицу, вычеркивая из нее 4-ую строку.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Сравним теперь стратегии Плательщика.

Сравним столбцы данной платежной матрицы для выявления заведомо невыгодных Плательщику стратегий. Составим матрицу разностей элементов столбцов, соответствующим стратегиям Плательщика

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Из анализа элементов матрицы делаем вывод , что стратегия Y1 заведомо невыгодная по сравнению со стратегией Y3.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Элементы столбцов матрицы содержат как положительные так и отрицательные элементы , поэтому заведомо невыгодных стратегий нет.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Относительно данной матрицы делаем аналогичный вывод. Следовательно, получаем окончательное упрощение платежной матрицы:

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

3) Так как число и строк и столбцов больше двух графический метод определения активных стратегий не применим.

4) Решим игру сведением ее к задаче линейного программирования.

Решим сначала игровую задачу со стороны Плательщика. Обозначим вероятности его стратегий Y2,Y3 и Y4 величинами y2,y3 ,y4 , соответственно. Пусть с – цена игры, тогда

Так как число и строк и столбцов больше двух графический метод определения активных стратегий не применим.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Разделим все части уравнений и неравенств на с (с>0). Введем новые переменные

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Рассмотрим задачу линейного программирования

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Решая эту задачу каким-нибудь способом, например, симплекс-методом или используя компьютерные программы, получим приближенное решение

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Откуда получаем

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Проведем проверку найденной смешанной стратегии Платель­щика по всем стратегиям Получателя и сделаем выводы:

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

- найденная смешанная стратегия Плательщика удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к ней: независимо от стратегии, выбранной Получателем, она гарантирует среднюю величину платежа, близкую к цене игры в продолжительной серии игр);

- среди стратегий Получателя, которые не доминируют друг друга, не выявлено такой стратегии, которая была бы особо выгодна Плательщику. Следовательно, все три стратегии Получателя X1, X2 и X3 являются актив­ными.

Обозначим вероятности его стратегий X1, X2 и X3 величинами x1,x2 ,x3 . Так как множество активных стратегий обоих игроков выявлено, решение игры для Получателя можно найти, строго приравнивая среднюю величину платежа цене игры для всех активных стратегий

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Решая систему, получим решение методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Ответ:

1) верхняя цена игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru ; нижняя цены игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru ,

2) Поэлементное сравнение стратегий позволяет выявить и исключить из рассмотрения заведомо невыгодные стратегии X4 и Y1.

3) Графический метод выявления активных стратегий не применим.

4) Переход к задаче линейного программирования (для Плательщика) и ее решение с помощью Excel позволили получить смешанную стратегию Плательщика:

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

и цену игры методические указания для выполнения заданий - student2.ru .

Проверка величины среднего платежа при применении Получателем разных стратегий позволила признать активными все его стратегии, не доминирующие друг друга;

смешанная стратегия Получателя состоит в использовании его чис­тых стратегий с вероятностями методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Задания 7.1 –7. 10

Для данной матрицы:

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

1) упростить матрицу, исключив из неё доминируемые строки, соот­ветствующие заведомо невыгодным стратегиям активного игрока;

2) восстановить пропущенную вероятность одной из гипотез о «пове­дении природы» ;

3) выявить оптимальную стратегию активного игрока по математическому ожиданию прибыли;

4) выявить оптимальные стратегии активного игрока, применяя

4.1.опти­мистический критерий

4.2 пессимистический (Вальде) критерий,

4.3. критерий Гурвица (при методические указания для выполнения заданий - student2.ru ),

4.4. критерий Сэвиджа.

Решение

1) Первый игрок имеет пять стратегий, а второй, «природа», характе­ризуется четырьмя возможными гипотезами. Известны вероятности реали­заций первых трех гипотез. Введем обозначения стратегий активного игрока - «получателя выгоды» и «природы»

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Сравним строки данной платежной матрицы для выявления заве­домо невыгодных игроку стратегий. Составим матрицу разностей элементов строк, соответствующим стратегиям

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует , что X1>X4

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Отсюда следует , что X3>X2,

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Вывод: в выделенных строках знаки неравенств - одинаковые, что указывает на невыгодность стратегий активного игрока X2 и X4 относительно стратегий X1 и X3 соответственно. Дальнейшее сравнение со стратегией А4 не проводилось.

Платежную матрицу можно упростить, удалив из нее строки, соответ­ствующие выявленным невыгодным стратегиям (они выделены в таблице).

методические указания для выполнения заданий - student2.ru методические указания для выполнения заданий - student2.ru

2)Восстановим вероятность возможного варианта П4 «поведения» природы, исходя из того, что события П1, П2, П3 и П4 образуют полную группу

Р (П1) + Р(П2) + Р (П3) + Р(П4) = 1,

Р(П4) = 1 - Р(П1) - Р(П2) - Р(П3) = 0,19.

3) Рассчитаем математическое ожидание дискретной случайной вели­чины - получаемой игроком выгоды, при возможном использовании каж­дой его стратегии

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Вывод: при многократном взаимодействии оптимальной является стратегия X3, обеспечивающая приближение величины среднего «плате­жа» к значению c= 3,58. При этом иногда (в одиннадцати процентах случаев) игрок будет получать нулевой доход..

4).

4.1 Оптимистический критерий состоит в выявлении такой стратегии рационального игрока, которые позволяют получить наибольшую выгоду (при наиболее удачном стечении обстоятельств). Этой стратегии соответ­ствует максимальный элемент в платежной матрице. Критерий использу­ется в ситуациях невысокой ответственности за возможную ошибку.

Проведем сравнение максимальных значений выгоды для каждой от­дельной стратегии рационального игрока

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Вывод: максимальная выгода методические указания для выполнения заданий - student2.ru = 9 может быть получена при реали­зации стратегии X1 (c вероятностью 0,31).

4.2. Пессимистический критерий (критерий Вальде) состоит в реализа­ции такого же подхода при выборе стратегии, как при взаимодействии с рационально действующим партнером, нацеленным на минимизацию ве­личины платежа. Соответственно оптимальной считается стратегия, реали­зующая «нижнюю цену» игры. Критерий применяется в случаях чрезвычайно высокой ответственности за промах, для предотвращения ка­тастрофических убытков.

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

(реализуется при использовании стратегии X3).

Вывод: при реализации стратегии X5 все платежи - неотрицатель­ные, что обеспечивает отсутствие убытков. Выбор других стратегий может привести к убыткам.

4.3. Критерий Гурвица является промежуточным между двумя преды­дущими и опирается на заранее оцененную «меру ответственности» - ве­личину, принимающую значения от методические указания для выполнения заданий - student2.ru при отсутствии тяжких последствий (катастрофических убытков) до методические указания для выполнения заданий - student2.ru при их возможности. Для каждой стратегии игрока рассчитывается вспомогательная величина

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Вывод: при данном «уровне ответственности» оптимальной является стратегия X3 . Она обеспечивает наиболее привлекательные результаты и при наилучшем, и при наихудшем вариантах развития событий

4.4. Для применения критерия Сэвиджа переработаем платежную мат­рицу. Предположим, что реализуется одна из гипотез о «поведении» при­роды. Тогда потери, вызванные неправильным выбором стратегии, определяются разностью между максимальным элементом в столбце пла­тежной матрицы и элементом выбранной стратегии

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

методические указания для выполнения заданий - student2.ru

Элементы такой матрицы («матрицы рисков») показывают величину возможного «сожаления» о том, что выбор остановился на конкретной

стратегии, при условии, что «поведение» природы было бы известно. Оп-

тимальной является стратегия, уменьшающая максимальный риск . В рассматриваемом случае получаем матрицу рисков

Вывод: по данному критерию оптимальной является стратегия Х3, допускающая максимальный риск не более 7 ед.

Ответ:

1)исключение доминируемых строк позволяет упростить платежную матрицу, сохранив стратегии X1,X3,X5;

2)вероятность гипотезы П4 - 19 %;

3)оптимальной по математическому ожиданию прибыли является стра­тегия X3

(возможный ожидаемый доход 3,58) ;

4)

4.1оптимальная по оптимистическому критерию стра­тегия X1(возможный доход 9 с вероятностью 0,3)

4.2 оптимальная по пессимистическому критерию стра­тегия X3 (гарантированный доход 0)же по критериям Гурвица (при у = 0,з) и Сэвиджа является стратегия Аз.

4.3 оптимальная по пессимистическому критерию Гурвица (при методические указания для выполнения заданий - student2.ru стратегия X3

ЗАДАНИЯ и методические указания к выполнению

Наши рекомендации