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不完全信息博弈


(0.6)
不建厂
2,1
3 ,0
不完全信息静态下市场进入的博弈树
进入E 高建厂成本 [0.4] 建 (0,-1)
不进入D (2,0) E (2,1)
N○
[0.6]
1
低建厂成本
不建
建 不建
2
D
E
(3,0) (1,-1) (4,0) (1)
D E
D
(3,0)
不完全信息静态市场进入模型 --求解思路
不妨假设:
企业1的单位成本c1是共同信息,企业2的单位成本
c2 是其私人信息,它有高成本 c2H 和低成本 c2L两种情 形,设低成本的概率为p,它是双方的共同知识。
• 给定企业 2 知道企业 1 的成本时,企业 2 将最大化其利
润函数:
π2=q2(a-c2-q1-q2),
其中c2=c2H或c2L依赖于企业2的实际成本。 由此可得企业2的反应函数为: q2*(q1, c2)=(a-c2-q1)/2 它不但依赖于企业1的产量q1,而且依赖于自己的成本 c2。分别记q2L、q2H为企业2在低成本和高成本下的最 优反应产量,分别为:
不完全信息静态市场进入模型 --期望收益
• 在位者有两个信息集:高成本类型和低成本类型, 因而有4种纯策略;潜在进入者只有进入不进入两 种纯策略。 • 海萨尼转换后,支付矩阵变为: 潜在进入者 进入 不进入 0.6,-1 3.2,0 1.2,0.2 2.6,0 1.4,-0.2 3.6,0 2,1 3,0
图示——完全信息情形
q2
q1*(q2) 1/2 1/6 1/4 5/12
在完全信息情形下,满足以上条件时, 若企业2为低成本时,纳什均衡产量为 q1*=1/4,q2L*=1/2。 若企业2为高成本时,则企业1和2的纳 什均衡产量分别为5/12和1/6。 完全信息时的纳什均衡
q2
H
q2L q1
不完全信息时的期望反应
不完全信息博弈情形
• 由于不完全信息情形可归结为对支付函数 的不完全信息: (1)参与人的支付函数依赖于自然的选择 在房地产商开发博弈中,自然确定的市 场需求是不确定的:高需求还是低需求 (2)某一参与人的支付函数是其他参与人 私人信息(类型)的函数 市场进入博弈模型:在位者是高成本 还是低成本
(1)房地产开发
pi ( i
p( i , i ) | i ) p( i )
i i
p( i , i ) p( i , i )
例:联合概率分布
• 两企业在产品市场上的竞争模型:双方均有两种类 型,即强类型和弱类型,其联合概率分布如下表: 企业2
企业1
强 弱
强 0.3 0.1
弱 0.2 0.4
联合概率分布的条件概率推断
联合概率 企业1 企业1的条件推断 强 弱 企业2
强 0.3 0.1
弱 0.2 0.4
企业1
强 弱
对企业2类型的推断 强 弱 0.6 0.4 0.2 0.8
企业2的条件推断 对企业1的 推断 强 弱
强 0.75 0.25
企业2
弱 0.33 0.67
3、海萨尼转换
均衡意味着两个反应函数同时成立,由此得贝叶斯 均衡为: q1*=[a-2c1+pc2L+(1-p)c2H]/3 q2L* = (a+c1-2c2L)/3-(1-p)(c2H-c2L)/6
q2H* = (a+c1-2c2H)/3+p(c2H-c2L)/6
• 特别地,当a=2,c1=1,c2L=3/4,c2H=5/4,p=1/2 时,有q1*=1/3,q2L*=11/24,q2H*=5/24。
2、概率模型
• 假定P(1,…,n)为所有参与人类型集 =1×2×· · · ×n上的联合概率分布函数,它是 所有参与人的共同知识。记-i=(1,…i-1, i+1,…,n)表示除参与人i之外所有参与人的类
型组合,记pi(-i|i)表示参与人i的类型为 i时参与
人i关于其他参与人类型-i的条件概率,它满足:
q2*(q1, c2L)=(a-c2L-q1)/2
q2*(q1, c2H)=(a-c2H-q1)/2
• 企业1将最大化自己的期望利润函数: Eπ1=q1· (a-c1-q1-q2L) · p+q1· (a-c1-q1-q2H) · (1-p) 由此可求得企业1的最优反应函数为:
q1*=[a-c1-pq2L-(1-p)q2H]/2=(a-c1-Eq2)/2
高成本 在位 者 低成本
建厂 不建厂 建厂 不建厂
高成本 在位者 低成本
建厂 不建厂 建厂 不建厂
潜在进入者 进入 不进入 0,-1 2,0 2,1 3,0 1,-1 4,0 2,1 3,0
• 在完全信息条件下,在位者知道进入者的成本函数。 若在位者是高成本,惟一的纯策略纳什均衡是 (进入,不建厂); 若在位者是低成本,有两个纯策略纳什均衡。如 果低成本在位者主动选择建厂,潜在进入者将不进 入。
自然以1-p的概率 选择低需求 开发 开发商 A 不开发
开发商B
开发 2, 2 0, 4 开发商B 开发 -1, -1 0, 1 不开发 1, 0 0, 0 不开发 4, 0 0, 0
(2)市场进入的不完全信息博弈模型
• 垄断者(在位者)和潜在进入者:在位者决定是否建 立一个新厂,同时潜在进入者决定是否进入该行业。 • 在位者有两种可能的建厂成本函数:高成本和低成本, 潜在进入者不知道在位者的成本函数。 • 假定对应的支付矩阵如下: 潜在进入者 进入 不进入 0,-1 2 ,0 2,1 3 ,0 1,-1 2,1 4 ,0 3 ,0
• 通过引入“自然”这一虚拟局中人,将不完 全信息博弈转换为不完美信息博弈。 • 所有局中人的实际类型均来自于由“自然” 根据类型上的联合概率分布进行的一种初始 抽彩,局中人根据这种抽彩决定自己对其他 局中人类型的主观判断,由此进行实际博弈。 • 例如:在市场进入博弈中,自然决定在位者 建厂成本类型
不完全信息静态的市场进入模型
• 垄断者(在位者):决定是否建立一个新厂 有两种建厂成本类型:高成本(概率0.4)和低成本 • 潜在进入者:决定是否进入该行业 只有一种成本:高成本 • 对应的支付矩阵如下: 潜在进入者 进入 不进入 高成本 建厂 0,-1 2 ,0 2,1 3 ,0 在位 (0.4) 不建厂 者 低成本 建厂 1,-1 4 ,0
在位者 (高成本 类型概率 为0.4)
(建,建) (建,不建) (不建,建) (不建,不建)
不完全信息静态市场进入模型 --贝叶斯均衡求解
• 该博弈的纯策略贝叶斯均衡有两个: ((不建, 建),不进入)和((不建,不建),进入)
• 贝叶斯均衡是类型依存的策略组合(最大化期望收益函数)。
在位者 (高成本 类型概率 为0.4)
q2
q1*(q2) 1/2 1/6
• 企业1对企业2的期望产出 做出反应,以最大化自己的 期望效用
Eq2
q2
1/4 5/12
H
q2L q1
q2
图示——不完全信息情形
q1*(q2)
•与完全信息情形相比,在不完全信息下, 低成本企业的产量相对较低,高成本企 业的产量相对较高,这是由于企业1对 期望利润做出反应的结果。 不完全信息时的纳什均衡
(二) 海萨尼转换
• 房地产开发博弈:开发商面临市场两种需求状态,高需 求和低需求,通过自然决定(以概率表示) • 市场进入博弈模型的换位思考: 进入者与两个不同成本的在位者博弈:高成本和低成 本类型 一般地,若在位者有N种可能的成本函数,则进入者 似乎是在与N个不同的在位者博弈 • 海萨尼引入了虚拟参与人——自然,自然首先行动,以 此将不完全信息博弈转化为完全但不完美信息博弈。 参与人类型的不确定:自然决定参与人的特征(类 型),参与人知道自己的特征,其他参与人不知道
不完全信息博弈的例子
• 在讨价还价中,通常买主并不知道卖主的最低要价(底 价),卖主也不知道买主的最高出价(限价) 静态博弈:招标投标 动态博弈:讨价还价 • 在信贷市场中,银行未必掌握企业的真实情况;
• 在证券市场中,投资者未必清楚上市公司的真实质量;
• 在保险市场中,保险公司未必清楚投保人的真实信息; • 在市场进入模型中,想进入市场的企业未必知道现有企业 的真实成本。 • 在2008年的全球金融危机中,各类市场参与者未必知道市 场的真实情况。
不完全信息博弈
不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈 拍卖问题
一、 不完全信息博弈
(一)不完全信息的含义 • 完全信息意味着参与人的纯策略空间和支付函数是所 有参与人的共同知识。 • 不完全信息指一种博弈局势中,局中人对其他局中人 (或他自己)与该种博弈有关的事前信息(如局中人 所处的地位或状态等信息,它们会影响博弈局势)了 解不充分。 • 从技术上看,博弈的不完全信息表现为对博弈的基本 数学结构了解不充分。在策略型博弈中,则表现为对 博弈的三种组成部分,即局中人、策略和支付有着不 完全的了解。 在理论上,各类不完全信息情形都可归结为对支付 函数的不完全信息。
1、类型
• 一般地,将一个参与人所拥有的所有私人信息 (private information)称为他的类型。 • 由于大多数博弈中,参与人的特征由支付函数完 全确定,因而一般将参与人的支付函数等同于他 的类型。 • 将参与人i的一个特定类型记为i (它反应了参与 人i的某种特定私人信息),将参与人i的所有类型 的集合记为i。 • 通常假定,参与人i只知道自己的类型,并且知道 其他局中人的类型分别为若干种可能类型中的一 种,但不知道具体是哪一种,但他知道其他参与 人类型的概率分布。
不进入D (2,0) E (2,1)
N○
[0.6]
1
低建厂成本
不建
建 不建
2
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