经济博弈论4.ppt

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1、第四章 重复博弈,本章介绍基本博弈重复进行构成的重复博弈。虽然形式上是基本博弈的重复进行，但重复博弈中博弈方的行为和博弈结果却不一定是基本博弈的简单重复，因为博弈方对于博弈会重复进行的意识，会使他们对利益的判断发生变化，从而使他们在重复博弈过程中的行为选择受到影响。这意味着不能把重复博弈当作基本博弈的简单叠加，必须把整个重复博弈过程作为整体进行研究。,本章分三节,4.1 重复博弈引论4.2 有限次重复博弈4.3 无限次重复博弈,4.1 重复博弈引论,4.1.1 为何研究重复博弈4.1.2 基本概念,4.1.1 为何研究重复博弈,经济中的长期关系人们的预见性未来利益对当前行为的制约长期合同、回头

2、客、长客和一次性买卖的区别有无确定的结束时间,4.1.2 基本概念,有限次重复博弈：给定一个基本博弈G（可以是静态博弈，也可以是动态博弈），重复进行T次G，并且在每次重复G之前各博弈方都能观察到以前博弈的结果，这样的博弈过程称为“G的T次重复博弈”，记为G(T)。而G则称为G(T)的“原博弈”。G(T)中的每次重复称为G(T)的一个“阶段”。无限次重复博弈：一个基本博弈G一直重复博弈下去的博弈，记为G()策略：博弈方在每个阶段(每次重复)针对每种情况（以前阶段的结果）如何行为的计划子博弈：从某个阶段（不包括第一阶段）开始，包括此后所有的重复博弈部分均衡路径：由每个阶段博弈方的行为组合串联而成,

3、重复博弈的得益,如果每次重复间隔较长且重复次数较多，由于心理作用和资金有时间价值，不同时间获得的单位收益价值是不同的，因此引入将后一阶段折算成当前阶段得益（现在值）的贴现系数。,4.2 有限次重复博弈,4.2.1 两人零和博弈的有限次重复博弈4.2.2唯一纯策略纳什均衡博弈 的有限次重复博弈4.2.3多个纯策略纳什均衡博弈 的有限次重复博弈4.2.4 有限次重复博弈的民间定理,4.2.1 两人零和博弈的有限次重复博弈,零和博弈是严格竞争的，无纯策略纳什均衡，重复博弈并不改变这一点。以零和博弈为原博弈的有限次重复博弈与猜硬币博弈的有限次重复博弈一样，博弈方的正确策略是重复一次性博弈中的纳什均衡策

4、略。例如猜硬币模型和田忌赛马博弈,4.2.2唯一纯策略纳什均衡博弈的 有限次重复博弈,定理：设原博弈G有唯一的纯策略纳什均衡,则对任意整数T，重复博弈 G(T)有唯 一的子博弈完美纳什均衡，即各博弈方每个阶段都采用G的纳什均衡策略。各博弈方在G(T)中的总得益为在G中得益的T倍，平均得益等于原博弈G中的得益。,有限次重复削价竞争博弈,有唯一纯策略纳什均衡（70，70）有限次重复的结果仍然是（低价，低价）,4.2.3多个纯策略纳什均衡博弈的 有限次重复博弈,触发策略：两博弈方先试探合作，一旦发现对方不合作 则也用不合作报复触发策略是重复博弈中实现合作和提高均衡效率的关键机制博弈方1：第一次选h；

5、如第一次结果为(H,H)，则第二次选M，否则选L博弈方2：同博弈方1,实际上，当两博弈采用上述触发策略时，第二阶段是第一阶段的条件选择，当第一阶段结果为（H,H）时，第二阶段必为（M,M）（此时收益为（3,3），当第一阶段为其他时，第二阶段必为（L,L）（此时收益为（1,1），我们把（3,3）加到（H,H）上，把（1,1）加到其他上，就化成了一个一次性博弈,两市场博弈的重复博弈（重复两次）,(A,B)+(A,B)OR(B,A)+(B,A)(1,4)(4,1)连续两次采用混合策略(2,2)(A,B)+(B,A)OR(B,A)+(A,B)(2.5,2.5)轮换策略一次纯策略+一次混合策略(1.5,

6、3)(3,1.5),重复博弈不同策略、均衡及一次性博弈得益比较,不同策略组合、均衡得益图示,从上图可以看出，令市场的博弈重复博弈确实使博弈结果出现了更多的可能性，包括部分无论是平均收益还是公平性都比一次性博弈结果更好的均衡路径，这是令人鼓舞的结果。,4.2.4 有限次重复博弈的民间定理,个体理性得益：不管其它博弈方的行为如何，一博弈方在某个博弈中只要自己采取某种特定的策略，最低限度保证能获得的得益可实现得益：博弈中所有纯策略组合得益的加权平均数组定理：设原博弈的一次性博弈有均衡得益数组优于w，那么在该博弈的多次重复中所有不小于个体理性得益的可实现得益，都至少有一个子博弈完美纳什均衡的极限的平均

7、得益来实现它们,两市场博弈中，两个博弈方最差的均衡得益都是1，因此构成得益数组w=（1,1）只要采取A策略。两个博弈方至少能得到1以上的得益。因此1就是个体理性得益。可实现收益：有（0 0）（1 4）（4 1）（3 3）四点练成边界线围成的整个阴影部分面积中的点的坐标。根据民间定里，所有不小于个体理性得益（1 1）的可实现收益，也就是（1 1）（1 4）（4 1）（3 3）所围成的边界线阴影部分面积中点对应的双方得益，都是子博弈完美纳什均衡来实现它。,4.3 无限次重复博弈,4.3.1 两人零和博弈的无限次重复博弈4.3.2 唯一纯策略纳什均衡博弈 的无限次重复博弈4.3.3 无限次重复古诺模

8、型4.3.4 有效工资率,4.3.1 两人零和博弈的无限次重复博弈,有限次零和博弈与无限次零和博弈的区别：有限次零和博弈因为存在最后一次重复，所以无法实现更高效率的均衡。但是无限次却可以无限次重复博弈不能忽视不同时间得益的价值差异和贴现问题，必须考虑贴现系数。两人零和博弈无限次重复的所有阶段都不可能发生合作，博弈方会一直重复原博弈的混合策略纳什均衡,4.3.2唯一纯策略纳什均衡博弈 的无限次重复博弈,唯一纯策略纳什均衡可分为两种：一种是原博弈唯一的纳什均衡本身是帕累托效率意义上的最佳策略组合，符合各个博弈方最大利益的情况。另一种是唯一的纳什均衡并不是效率最高的策略组合，因此存在潜在合作利益的囚

9、徒困境式博弈,前一种因为双方无论进行多少次博弈，都与原博弈一样，因为原博弈的均衡就是双方同时取得最佳策略的组合,4.3.2唯一纯策略纳什均衡博弈 的无限次重复博弈,两寡头削价竞争博弈 该博弈一次性博弈均衡是都采用低价，是囚徒困境型博弈,无限次重复两寡头削价博弈,触发策略：第一阶段采用H，如果前t-1阶段的结果都是(H,H)，则继续采用H，否则采用L。如果博弈方2采用L，总得益现值为 如果博弈方2采用H，总得益现值为 因此当 时，此触发策略纳什均衡策略,两寡头削价竞争无限次重复博弈的民间定理,4.3.3 无限次重复古诺模型,假定：，边际成本都为2。在无限次重复古诺模型中，当贴现率 满足一定条件时

10、，两厂商采用下列触发策略构成一个子博弈完美纳什均衡：在第一阶段生产垄断产量的一半1.5；在第 t 阶段，如果前 t-1 阶段结果都是(1.5,1.5)，则继续生产1.5，否则生产古诺产量2。,设厂商1已采用该触发策略，若厂商2也采用该触发策略，则每期得益4.5，无限次重复博弈总得益的现值为：如果厂商2偏离上述触发策略，则他在第一阶段所选产量应为给定厂商1产量为1.5时，自己的最大利润产量，即满足：解得，此时利润为5.0625，高于触发策略第一阶段得益4.5。,但从第二阶段开始，厂商1将报复性地永远采用古诺产量2，这样厂商2也被迫永远采用古诺产量，从此得利润4。因此，无限次重复博弈第一阶段偏离的

11、情况下总得益的现值为：当 上述策略是厂商2对厂商1的同样触发策略的最佳反应，否则偏离是最佳反应。,4.3.4 有效工资率,模型设定：首先厂商选择工资率为，然后工人选择接受或拒绝。如果拒绝，则他作个体户得到收入 小于，如果接受，则工人选择努力工作（负效用）还是偷懒（无负效用）。厂商只能看到产量高低，高产量为，低产量0。工人努力工作时一定是高产量，不努力时却并不一定是0，而是高产量 的概率为，低产量0的概率为。工人努力工作时，厂商得益为，工人得益为；工人偷懒时，厂商期望得益为，工人得益为。,考虑如下的触发策略：,厂商在第一阶段给工资率，在第t阶段，如果前面t-1阶段结果都是 则继续给，否则从此永远

12、是。工人的策略是如果 则接受，否则宁愿作个体户得到，并在以前各期结果都是 和当前工资率为 时努力工作，否则偷懒。设厂商已采用上述触发策略。由于 工人接受工作是最佳反应。用 记工人努力工作时无限次重复博弈得益的现值，则 即,用 记工人选偷懒时无限重复博弈得益的现值，则：即 因此当 即时，努力是工人的最佳选择。反过来，设工人已采用上述触发策略。若厂商给的工资率满足上式条件，并且威胁一旦产量降低就解雇工人，则各阶段的得益为，无限次重复博弈得益现值为。若不愿给，则解雇工人，以后得益为0。因此只要，厂商选择前述触发策略就是最佳反应。,综上所述，在满足的条件下，双方的触发策略构成一个纳什均衡。而上述两式实际上意味着即工人努力的产出扣除努力负效用后的剩余，必须不小于工人作个体户的收入即机会成本，加上一定比例的取决于努力负效用、贴现系数和偷懒可能得高产量概率的附加部分。最后这个不等式正是存在有效工资率，工作激励有效的基本条件。,