博弈论与策略思维讲义课件.ppt

1、第一章第一章1博弈论与策略思维（game theory and strategic thinking)主讲人：秦红斌主讲人：秦红斌EMAIL：第一章2导论n一、无处不在的博弈一、无处不在的博弈n博弈之道是古已有之（围棋、田忌赛马）n博弈思想的系统化、数学化却是近几十年由西方发展起来的。n现在博弈论不仅仅在学术领域中光彩夺目，在其它领域如军事、管理、体育、政治、公关、个人生活中同样能得到充分利用，甚至在生物学中都可以觅其踪迹。下棋、打牌（游戏）、球类运动、战争、拍卖、价格战、核裁军、约会、太太生日买花（单人博弈）、上课博弈、工作选择、囚徒困境博弈、最后通牒博弈.n在日常生活中，人们可以凭借博弈论

2、与策略思维的思想方法来分析进而解决实际问题。n正是因为如此，诺贝尔经济学奖获得者保罗萨缪尔逊（Paul Samuelson）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了解。”第一章3导论n二、博弈论在经济学中应用二、博弈论在经济学中应用经济学经济学的四次革命的四次革命n边际革命、凯恩斯革命、博弈论革命、理性预期革命边际革命、凯恩斯革命、博弈论革命、理性预期革命 现代博弈理论由匈牙利大数学家冯诺伊曼（John von Neumann）于20世纪20年代开始创立，1944年他与经济学家奥斯卡摩根斯特恩（Oskar Morgenstern）合作出版的巨著博弈论与经济行为，标志着现

3、代系统博弈理论的初步形成。博弈论作为现代经济学的前沿领域，已成为占据主流的基本分析工具之一。并由经济学向社会学、政治学、心理学、生物学、军事学.等多个学科渗透。第一章4导论 三、课程的目的三、课程的目的 1、学习博弈论的基本知识和分析方法 2、通过各类博弈案例培养策略思维的能力 （良好的思维方法能使我们从错综复杂的现象中找到事物的本质，从纷繁的因素中找到事物变化的主要原因，使事物呈现出条理性。思维科学化程度越高的人，工作中发现问题、解决问题的能力就越强。）3、博弈论引发的进一步思考（个人生存策略、人性之辩、竞争与合作、公平与正义、政府的合法性.）第一章5参考教材：经济博弈论（第三版）经济博弈论

4、（第三版）谢识予编著谢识予编著 复旦大学出版社，复旦大学出版社，2008年年9月月策略思维策略思维阿维纳什阿维纳什.迪克西特；巴里迪克西特；巴里.奈尔伯夫奈尔伯夫 著著 中国人民大学出版社中国人民大学出版社 2006年年2月月 博弈论与信息经济学博弈论与信息经济学张维迎著，上海张维迎著，上海三联书店三联书店 上海人民出版社上海人民出版社 2005年年9月月第一章6第一章 博弈论基础知识 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。从而对博弈论的内容和博弈模型有更直观的概念和印象，对教材的基本内容，

5、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。第一章7本章分五节1.1什么是博弈论1.2几类经典博弈模型1.3博弈结构和博弈的分类1.4博弈论历史和发展的简要评述1.5博弈论在我国的应用第一章81.1 什么是博弈论1.1.1 从游戏到博弈1.1.2 一个非技术性定义第一章91.1.1 从游戏到博弈博弈就是策略对抗，或策略起关键作用的游戏博弈就是策略对抗，或策略起关键作用的游戏n博弈Game，博弈论Game Theory，Game即游戏、竞技n游戏和经济等决策竞争较量的共同特征：规则、结果、策略选择，策略和利益相互依存，策略的关键作用 游戏下棋、猜大小 经济寡

6、头产量决策、市场阻入、投标拍卖 政治、军事美国和伊朗、以色列和巴勒斯坦第一章101.1.2 一个非技术性定义定义定义：博弈就是一些个人、队组或其他组织，面对一定的环境条件，在一定的规则下，同时或先后，一次或多次，从各自允许选择的行为或策略中进行选择并加以实施，各自取得相应结果的过程。（谢识予）（博弈人的最优选择与博弈对手的选择密切相关的决策（博弈人的最优选择与博弈对手的选择密切相关的决策行为和过程）行为和过程）四个核心方面四个核心方面 博弈的参加者(Player)博弈方 各博弈方的策略(Strategies)或行为(Actions)博弈的次序(Order)博弈方的得益(Payoffs)第一章1

7、11.2 几个经典博弈模型1.2.1 囚徒的困境1.2.2 赌胜博弈1.2.3 产量决策的古诺模型第一章121.2.1 囚徒的困境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第一章13一、基本模型-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囚徒囚徒 2囚囚徒徒1囚徒1：坦白囚徒2：坦白第一章14二、双寡头削价竞争100，10020，150150，2070，70高 价低 价高 价低 价寡头寡头2寡寡头头1

8、双寡头的得益矩阵合谋问题寡头1：低价(70)寡头2：低价(70)第一章151.2.2 赌胜博弈n赌博、竞技等构成的博弈问题，在经济中也有许多应用，赌胜博弈也是一类重要的博弈问题，对经济竞争和合作也有很大启示n赌胜博弈的特点是一方得等于另一方失，不可能双赢，属于“零和博弈”第一章16一、田忌赛马3，-31，-11，-11，-1-1，11，-11，-13，-31，-11，-11，-1-1，11，-1-1，13，-31，-11，-11，-1-1，11，-1，1，-13，-31，-11，-11，-11，-11，-1-1，13，-31，-11，-11，-1-1，11，-11，-13，-3上中下上下中中上

9、下中下上下上中下中上上中下上下中中上下中下上下上中下中上田田 忌忌齐齐威威王王得益矩阵得益矩阵取胜关键取胜关键：不让对方猜到自己策略，尽可能猜出对方策略第一章17二、猜硬币博弈-1，11，-11，-1-1，1正 面反 面猜硬币方猜硬币方盖盖硬硬币币方方正 面反 面第一章18三、石头、剪子、布0，01，-1-1，1-1，11，-10，01，-1-1，10，0石 头剪 子布博弈方博弈方2石 头剪 子布博博弈弈方方1第一章191.2.3 产量决策的古诺模型n古诺模型是寡头产量竞争，是市场经济中最常见的问题之一n古诺1838年提出，直到现在还是经常使用n古诺模型有很多扩展n古诺模型与囚徒困境相似，对理

10、解市场经济和博弈分析本身都有重要价值第一章20一、三厂商离散产量一、三厂商离散产量QQPP20)()(20321qqq020Q20QiiiqqqqqP20321）（321qqqQP44553762816128565202530564202024555252525431133333337349212131q2q3q123第一章21二、二、n个厂商连续产量个厂商连续产量niiqQ1)()(1niiqPQPP)(1niiiiqPqPq)()(11cqPqcqqPqniiiiniii第一章221.3 博弈结构和博弈分类1.3.1 博弈中的博弈方1.3.2 博弈中的策略1.3.3 博弈中的得益1.3.4

11、 博弈的过程1.3.5 博弈的信息结构1.3.6 博弈方的能力和理性1.3.7 博弈的分类和博弈理论的结构第一章231.3.1 博弈中的博弈方博弈方博弈方：独立决策、独立承担博弈结果的个人或组织n博弈规则面前博弈方之间平等，不因博弈方之间权利、地位的差异而改变n博弈方数量对博弈结果和分析有影响n根据博弈方数量分单人博弈、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第一章24一、单人博弈只有一个博弈方的博弈例一：单人迷宫入口AB出口(奖金M)A,1B,1右左右左M00扩展形第一章25例二：运输路线-7000-16000-10000-10000好天气(75%)坏天气(25%)自自

12、 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第一章26二、两人博弈n两人博弈即有两个博弈方的博弈n两人博弈最常见，研究最多，是最基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，博弈方的利益方向可能一致，也可以不一致第一章27三、多人博弈n三个博弈方之间的博弈（三国演义）n可能存在“破坏者”：其策略选择对自身的利益并没有影响，但却会对其他博弈方的利益产生很大的，有时甚至是决定性的影响。申办奥运会是典型例子。n

13、多人博弈的表示有时与两人博弈不同，需要多个得益矩阵，或者只能用描述法第一章281.3.2 博弈中的策略策略策略：博弈中各博弈方的选择内容n策略有定性定量、简单复杂之分n不同博弈方之间不仅可选策略不同，而且可选策略数量也可不同n有限博弈：每个博弈方的策略数都是有限的n无限博弈：至少有某些博弈方的策略有无限多个第一章291.3.3 博弈中的得益得益得益：各博弈方从博弈中所获得的利益n得益对应博弈的结果，也就是各博弈方策略的组合n得益是各博弈方追求的根本目标及行为和判断的主要依据n根据得益的博弈分类：零和博弈、常和博弈、变和博弈第一章30n零和博弈零和博弈：也称“严格竞争博弈”。博弈方之间利益始终对

14、立，总和为零。（一方所失即为另一方所得）猜硬币，田忌赛马，石头-剪刀-布n常和博弈常和博弈：博弈方之间利益的总和为常数。博弈方之间的利益本质上是对立的且是竞争关系 分配固定数额的奖金、利润，遗产官司n变和博弈变和博弈：零和博弈和常和博弈以外的所有博弈。合作利益存在，博弈效率问题的重要性。囚徒困境、产量博弈、制式问题等第一章311.3.4 博弈的过程博弈过程博弈过程：博弈方选择、行为的次序，包括是否多次重复选择、行为。n博弈过程对博弈结果也有重要影响。n根据博弈的过程，博弈可分为静态博弈、动态博弈、重复博弈。第一章32静态博弈静态博弈：所有博弈方同时或可看作同时选择策略的博弈 田忌赛马、猜硬币、

15、投标动态博弈动态博弈：各博弈方的选择和行动又先后次序且后选择、后行动的博弈方在自己选择、行动之前可以看到其他博弈方的选择和行动 弈棋、市场进入、领导追随型市场结构第一章33重复博弈重复博弈：同一个博弈反复进行所构成的博弈，提供了实现更有效略博弈结果的新可能 长期客户、长期合同、信誉问题n有限次重复博弈n无限次重复博弈第一章341.3.5 博弈的信息结构n完全信息博弈完全信息博弈：各博弈方都完全了解所有博弈方各种情况下的得益n不完全信息博弈不完全信息博弈：至少部分博弈方不完全了解其他博弈方得益的情况的博弈，也称为“不对称信息博弈”n完美信息博弈完美信息博弈：每个轮到行为的博弈方对博弈的进程完全了

16、解的博弈n不完美信息博弈不完美信息博弈：至少某些博弈方在轮到行动时不完全了解此前全部博弈的进程的博弈第一章351.3.6 博弈方的能力和理性完全理性和有限理性完全理性和有限理性n完全理性：有完美的分析判断能力和不会犯选择行为的错误n有限理性：博弈方的判断选择能力有缺陷个体理性和集体理性个体理性和集体理性n个体理性：一个体利益最大为目标n集体理性：追求集体利益最大化n合作博弈：允许存在有约束力协议的博弈n非合作博弈：不允许存在有约束力协议的博弈第一章361.3.7 博弈的分类和博弈理论的结构n非合作博弈和合作博弈非合作博弈范围内：完全理性博弈和有限理性博弈（进化博弈）n静态博弈，动态博弈，重复博

17、弈n完全信息静态博弈，不完全信息静态博弈，完全且完美信息动态博弈，完全但不完美信息动态博弈，不完全信息动态博弈n零和博弈和非零和博弈，单人博弈和多人博弈第一章371.4 博弈论历史和发展简述1.4.1博弈论的早期研究1.4.2博弈论的形成1.4.3博弈论的成长和发展1.4.4博弈论的成熟及与主流经济学的融合第一章381.4.1博弈论的早期研究n博弈论历史没有公认答案n对具有策略依存特点决策问题的研究可上溯到18世纪初甚至更早n博弈论真正的发展在二十世纪n博弈论总体上仍然是发展中的学科 第一章39n2000年前我国古代的“齐威王田忌赛马”n1500年前巴比伦犹太教法典“婚姻合同问题”等。n183

18、8年古诺寡头模型。n1883年伯特兰德寡头竞争模型。n1913年齐默罗象棋博弈定理、“逆推归纳法”n1921-1927年波雷尔混合策略的第一个现代表述，有数种策略两人博弈的极小化极大解 n1928年诺伊曼和摩根斯坦扩展形博弈定义，证明有限策略两人零和博弈有确定结果 第一章401.4.2博弈论的形成冯冯.诺伊曼和摩根斯坦诺伊曼和摩根斯坦博弈论和经济行为博弈论和经济行为Theory of Games and Economic Behavior 1944n引进扩展形（extensive form）表示和正规形（normal form）或称策略形（strategy form）、矩阵形（matrix f

19、orm）表示n提出稳定集（stable sets）解概念n正式提出创造博弈论一般理论的主意n给出博弈论研究的一般框架、概念术语和表述方法第一章411.4.3 博弈论的成长和发展一、第一个研究高潮，二十世纪40年代末和50年代初n1950年纳什提出“纳什均衡”（Nash equilibrium）概念和证明纳什定理，发展非合作博弈的基础理论。n1950年Melvin Dresher和Merrill Flood在兰德公司首先进行了“囚徒困境”（Prisons dilemma）博弈实验，（Howard Raiffa也曾独立进行过这个博弈实验）；n1952-1953年期间（L.S.Shapley）和（D

20、.B.Gillies）提出“核”（Core）作为合作博弈的一般解概念nShapley提出了合作博弈的“Shapley值”（Shapley value）概念等。n奥曼（R.J.Aumann）“40年代末50年代初是博弈论历史上令人振奋的时期，原理已经破茧而出，正在试飞它们的双翅，活跃着一批巨人。”第一章42二、50年代中后期一直到70年代博弈论发展的青年期n1954-1955年提出了“微分博弈”（Differential games）的概念。n奥曼则在1959年提出了“强均衡”（Strong equilibrium）的概念。n“重复博弈”（Repeated games）也是在50年代末开始研究的

21、，这自然引出了关于重复博弈的“民间定理”（Folk theorem）。n1960年（Thomas C.Schelling）引进了“焦点”（Focal point）的概念。n博弈论在进化生物学（Evolutionary Biology）中的公开应用也是在60年代初出现的。第一章43n塞尔腾(Selten)1965提出“子博弈完美纳什均衡”(subgame perfect Nash equilibrium)n1975年提出的“颤抖手均衡”(Trembling hand perfect equilibrium)n海萨尼(Harsanyi)1967-1968三篇构造不完全信息博弈理论的系列论文，“贝叶

22、斯纳什均衡”(Bayesian Nash equilibrium)。n海萨尼1973年提出关于“混合策略”的不完全信息解释，以及“严格纳什均衡”(Strict Nash equilibrium)。n70年代“进化博弈论”（Evolutionary game theory）的重要发展，（John Maynard Smith）1972年引进“进化稳定策略”（Evolutionarily stable strategy，ESS）等。n“共同知识”（Common knowledge）的重要性，因为奥曼1976年的文章引起广泛的重视。第一章44三、40年代末到70年代末是博弈论发展的重要阶段n这个时期博

23、弈理论仍然没有成熟，理论体系还比较乱，概念和分析方法很不统一，在经济学中的作用和影响还比较有限，但这个时期博弈论研究的繁荣和进展却是非常显著的。n对这一阶段博弈论研究的迅速发展，除了理论发展自身规律的作用以外，全球政治、军事、经济特定环境条件的影响（战争和冷战时期的军事对抗和威慑策略研究的需要，经济竞争、国际经济竞争的加剧），以及经济学理论发展本身的需要等，都起了重要的作用。正是因为有了这一阶段博弈论研究的繁荣发展，才有80、90年代博弈论的成熟和对经济学的博弈论革命。第一章451.4.4博弈论的成熟及与主流经济学的融合一、80、90年代是博弈论走向成熟的时期 n1981（Elon Kohlb

24、erg）“顺推归纳法”（Forward induction）n克瑞泼斯（David M.kreps）和威尔森（Robert Wilson）1982年提出“序列均衡”（Sequential equilibria）n1982年史密斯（John Maynard Smith）出版了进化和博弈论（）n1984年由伯恩海姆（B.D.Bernheim）和皮尔斯（D.G.Pearce）提出“可理性化性”（Rationalizability）n海萨尼和塞尔腾1988年提出了在非合作和合作博弈中均衡选择的一般理论和标准，n1991年弗得伯格（D.Fudenberg）和泰勒尔（J.Tirole）首先提出了“完美贝叶

25、斯均衡”（Perfext Bayesian equilibrium）的概念第一章46二、博弈论和经济学诺贝尔奖n1994：非合作博弈：纳什(Nash)、海萨尼（Harsanyi）、塞尔顿（Selten）n1996：不对称信息激励理论：莫里斯（Mirrlees）和维克瑞（Vickrey）n2001：不完全信息市场博弈：阿克罗夫（Akerlof）（商品市场）、斯潘塞（Spence）（教育市场）、斯蒂格里兹（Stiglitze）（保险市场）n2002：实验经济学：史密斯（Smith），行为经济学：卡尼曼（Kahneman）第一章471.5 博弈论在我国的应用n企业经营者的决策思路和工具。n政府的政策和管理思路，与个人、企业和地方博弈的意识。n社会经济问题的理论分析工具，解释经济中许多低效率现象的根源，找出各种经济问题的制度性、环境性原因，揭示各种经济行为和政策的效率意义等。