《产业经济学》第五章(博弈2).ppt
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1、第三节 完全但不完美信息动态博弈 一、不完美信息动态博弈 1概念和例子 动态博弈的基本特征是各个博弈方的行为不是同时,而是有先后次序的。既然各个博弈方不在同一个时刻行为,那么在多数情况下,后行为的博弈方在自己行为之前都可以观察到先于自己行为的其他博弈方的行为,也即后面阶段选择的博弈方有关于前面阶段博弈进程的充分信息。这种完全了解自己行为之前博弈进程的博弈方称为“有完美信息(Perfect Information)的博弈方”。如果一个动态博弈中的所有博弈方都是有完美信息的,我们就称这种博弈为“完美信息的动态博弈”。,但是,由于博弈方可能会故意保密或信息传递不畅等原因,动态博弈中也可能存在至少部分
2、后行为的博弈方,无法了解在自己之前行为的部分或全部博弈方行为的情况。我们称它们为“不完美信息的动态博弈”,相应的博弈方则称为“有不完美信息的博弈方”。本节所讨论的不完美信息动态博弈中,各博弈方对博弈结束时每个博弈方的得益是完全清楚的,因此博弈方是有“完全信息”(Complete Information)的,这类博弈我们称之为“完全但不完美信息动态博弈”,或简称“不完美信息动态博弈”。,(1)二手车博弈 不完美信息动态博弈的基本特征之一是博弈方之间在信息方面的不对称性。以关于二手车的博弈问题为例。如果你在二手车市场上买了一辆二手车,则你过后常会发觉合算、不合算,或占了大便宜、吃了大亏等等,而买一
3、辆新车则这种感觉相对较少。之所以买二手车后常会发觉价值与原先估计的有距离,主要原因是你作为买方在二手车交易中信息较少。而卖方对车子的真实情况和价值比买方具有多得多的了解。,我们把这个二手车交易抽象成这样一个博弈问题:先是原车主(即卖方)选择如何使用车子。为了简单起见,我们假设有好、差两种方式,分别对应二手车市场上内在质量好、差两种情况的二手车;第二阶段是原车主作为卖方决定是否要卖,卖价可以只有一种、有高低两种或更多,价格越多当然问题就越复杂;最后是买方决定是否买下,我们假设买方要么接受卖方价格,要么不买,但不能讨价还价。,由于在这个动态博弈中,买方作为一个博弈方对第一阶段卖方的行为不了解,即买
4、方具有不完美信息,这是一个不完美信息的动态博弈。值得注意的是本博弈中第一阶段卖方对车子的选择,严格讲起来是在这个二手车交易发生之前早就存在的,是在买卖双方考虑这个交易之前就已经确定了的,只是买方不清楚而已,因此严格意义上讲,它并不构成本博弈的一个阶段。这种将早已存在、确定或者非主动性的选择引进动态博弈作为一个阶段,并用对该阶段情况了解程度的差异反映博弈中不完美信息的方法是一种常用的处理方法。,(2)市场进入博弈 在前面讨论过的市场进入博弈中,给定在位者和进入者各种策略组合下的得益,假设进入者先行动,最后均衡结果是进入者进入,在位者默许。这个博弈中,双方的得益都是共同的知识,即信息是完全的,但现
5、实中的企业进入和遏制是没有那么简单的,其博弈往往满足不了完美信息的要求。事实上,当一个企业要想进入某个市场时,它并不清楚已在市场上的企业的实际成本函数,也就不知道其得益即具体盈利情况。故潜在进入者只能根据市场上大家都能观察到的一些信息,如在位者的定价来对在位企业的类型(是高成本的还是低成本的或者两者的可能概率多大等)作一个大致的判断,帮助自己决策。,市场进入的简单博弈:潜在进入者要决定是否进入一个新的产业,但不知道在位者的成本函数,只知道在位者有两种可能的成本函数,即高成本或低成本,对应两种成本情况的不同策略组合的得益矩阵如下表:在位者 高成本情况 低成本情况 默许 打击 默许 打击 进 进入
6、 40,50-10,0 30,80-10,100 入 者 不进入 0,300 0,300 0,400 0,400 表5-7 不完全信息情况市场进入博弈的得益矩阵,在此例中,进入者有关在位者的成本信息是不完美的,但在位者知道进入者的有关成本信息,即信息是不对称的。从上表可以看出,如果在位者是高成本的,给定进入者进入,在位者的最优选择是默许;而如果在位者是低成本的,由得益矩阵可以看出,给定进入者进入,在位者的最优选择是打击,故最后的均衡结果是进入者不进入,在位者打击。因此如果是在完全信息的情况下,知道在位者是高成本则进入者进入;知道在位者是低成本,则进入者就不进入。,但现在因为进入者并不知道在位者
7、究竟是高成本还是低成本,进入者的最优选择只能依赖于他的判断,即在多大程度上认为在位者是高成本的或低成本的。假定进入者认为在位者是高成本的概率为P,低成本的概率为(1-P),那么进入者选择进入的期望利润是P(40)+(1-P)(-10),选择不进入的期望利润是0。所以只有当进入者的期望利润大于不进入的期望利润时,即P(40)+(1-P)(-10)0,或者P1/5时才选择进入;如果P1/5则不进入。现实中的市场进入与遏制基本就是这样,一般要用不完美信息博弈来分析。,从这个例子我们可以看出,在不完美信息情况下的博弈参与人的最优策略不仅仅依赖于其他参与人的策略,更依赖于他对其他参与人情况的判断。如上述
8、例子中,当进入者判断在位者高成本的概率P1/5时,他的最优策略是不进入;而当他判断在位者高成本的概率P1/5时,则最优策略是进入。这实际上就是完全但不完美信息博弈的标准分析方法,在对其他参与人的各种可能类型出现概率的大小做出判断,然后根据该判断计算自己各种策略在其他参与人这种类型的分布下能给自己带来的期望得益,找出其中最大期望得益对应的策略就是己方的最优策略。,2不完美信息动态博弈的扩展式表示 以前面介绍过的二手车交易为例,我们可用图511来表示这个不完美信息博弈问题。图511中最上面一个节点表示第一阶段卖方(记博弈方1)对如何使用汽车的选择,共有“好”和“差”两种可能的选择。卖方对自己的这个
9、选择当然是清楚的,因此第二阶段他选择“卖”还是“不卖”时,是根据两种不同情况的针对性选择。在第一阶段为“好”的情况下,卖方第二阶段可以选择“卖”或“不卖”,在第一阶段为“差”的情况下,同样也可以选择“卖”或“不卖”。如果他选择的是“不卖”,则不管第一阶段是“好”是“差”,博弈都告结束,双方都既无损失也无得利。,如果他选择的是“卖”,则博弈进行到第三阶段,轮到买方进行选择。我们是假设买方无法知道第一阶段卖方的选择的,因此在第二阶段卖方选择卖的情况下,买方无法知道卖方前两阶段的路径究竟是“好卖”还是“差卖”,因此他无法分别作针对性的选择。我们把两个代表前面阶段博弈(就是卖方的选择)不同路径的节点放
10、在一个信息集中,表示买方在该决策阶段的信息不完美性。这同样意味着虽然买方在此处只有“买”、“不买”两种选择,但可能的结果却有四种,包括“买”到好车、差车,“不买”好车、差车。前两种结果对买方、卖方都有差异,而后两种结果则最多只对卖方有差异。,设使用好时对买方而言该车值3千元,使用差时值1千元,卖方要价2千元(可理解为买方想买的档次)。再假设使用差时卖方需要花费1千元才能将车子伪装成使用良好。那么,如果用净收益(收益减成本)作为卖方的得益,用消费者剩余(价值减价格)作为买方的得益,则该博弈的双方得益如图5-11所示。其中各个得益数组的第一个数字为卖方,即博弈方1的得益。我们注意当卖方在第二阶段选
11、择卖而买方在第三阶段选择不买时,车况好、差对买方利益毫无影响,都是既无得也无失,但对卖方来讲则明显不同,因为当车况差时卖方想卖必须先花代价伪装,卖不出去就会白白损失这笔费用,即1千元的损失。,1 好 差 1 1 不卖 卖(0,0)卖 不卖(0,0)2 2 买 不买 买 不买(2,1)(0,0)(1,-1)(-1,0)图5-11 二手车交易扩展式表示,根据上述得益情况看,买方在卖方选择卖的前提下,选择买既有赚的可能(车况好),也有亏的可能(车况差),选择不买当然肯定不会吃亏,但也失去了获得利益的机会,因此没有一个选择绝对比另一个好。对卖方来说,车况好时卖不卖得出去都无损失,只有得益的可能,因此卖
12、总是比不卖好,但当车况差时卖得出卖不出却截然相反,卖得出有所得利,卖不出却要亏损,因此是否该卖就不那么容易判断。,要让卖方在车况差的情况下决定是否卖必须有进一步的信息或判断,即买方会买下的概率究竟有多大;要让买方决定是否买还必须要有进一步的信息或判断,实际上就是在卖方选卖的前提下车况好、车况差各自的概率。因为有了这样的信息或判断,买方或卖方就至少能对获利机会、损失风险的大小程度心中有数,在自己承受能力的基础上做出正确的判断和选择。但双方决策需要的这些信息或判断又都与双方的选择有关,因此在两个博弈方的选择、信息和判断之间就形成了一种复杂的交互决定关系。事实上,这种交互决定关系正是不完美信息动态博
13、弈的关键和主要研究对象。,二、完美贝叶斯均衡 在完全且完美信息动态博弈中,我们通过要求均衡策略组合满足子博弈完美性(即策略组合在每个子博弈中都构成纳什均衡)来保证均衡策略中没有任何不可信的威胁或承诺,其核心均衡概念就是子博弈精炼(完美)纳什均衡。但是,在完全但不完美信息的动态博弈中,因为存在多节点信息集,一些重要的选择及其后续阶段不构成真子博弈,因此子博弈完美性要求无法满足,也就无法完全排除不可信的威胁或承诺,无法保证均衡策略中所有选择的可信性,子博弈精炼纳什均衡的概念失去了意义,因此必须发展新的均衡概念。,1完美贝叶斯均衡的定义 当一个策略组合及相应的判断满足如下四个要求时,称为一个“完美贝
14、叶斯均衡”。这些要求是:要求1:在各个信息集,轮到选择的博弈方必须具有一个关于博弈达到该信息集中每个节点可能性的“判断”,对非单节点信息集,一个“判断”就是博弈达到该信息集中各个节点可能性的概率分布,对单节点信息集,则可理解为“判断达到该节点的概率为 l”。,要求2:给定各博弈方的“判断”,他们的策略必须是“序列理性”的。即在各个信息集,给定轮到选择博弈方的判断和其他博弈方的“后续策略”,该博弈方的行为及以后阶段的“后续策略”,必须使自己的得益或期望得益最大。要求3:在均衡路径上的信息集处,“判断”要符合贝叶斯法则和各博弈方的均衡策略。要求4:在非均衡路径上的信息集处,“判断”也要符合贝叶斯法
15、则和各博弈方在此处可能有的均衡策略。,这是完美贝叶斯均衡的比较完全的定义方法。之所以称这种均衡为完美贝叶斯均衡,首先是因为它的第二个要求“序列理性”,与子博弈精炼纳什均衡中的子博弈完美性要求相似;其次是因为要求3和要求4中规定“判断”的形成必须符合贝叶斯法则。根据上述定义不难看出,子博弈精炼纳什均衡是完美贝叶斯均衡在完全且完美信息动态博弈中的特例。即在完全且完美信息博弈中子博弈精炼纳什均衡就是完美贝叶斯均衡。,实际上,序列理性用于子博弈中就是指子博弈的完美性,用在整个博弈中就是纳什均衡概念,而在完全且完美信息动态博弈中,所有轮到选择博弈方的信息集都是单节点的,他们对博弈达到该节点的“判断”都是
16、概率等于1,这些判断当然都是满足贝叶斯法则和以其他博弈方的后续策略为基础的。更进一步,完美贝叶斯均衡在静态博弈中就是纳什均衡。,2均衡要求的初步解释 下面我们以图512中的完全但不完美信息动态博弈为例,进一步说明上述要求的重要性。1 R(1,3)L(p)M(1-p)2 2 U D U D(2,1)(0,0)(0,0)(0,1)图5-12 完全但不完美信息动态博弈,图512是一个两博弈方各一次选择的动态博弈。因为在博弈方1第一阶段选择不是R的情况下,博弈方2无法看到博弈方1究竟选择的是L还是M,因此博弈方2具有不完美信息,这是一个不完美信息的动态博弈。如果轮到博弈方2选择时(博弈方1第一阶段没选
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