Файл: Теория_игр_УП_ЭК_ЭлРесурс.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.07.2021

Просмотров: 687

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

31

(

больше

 

или

 

некоторые

 

равны

соответствующих

 

элементов

 

другого

 

столбца

то

 

стратегия

 

В

i

 

называется

 

доминируемой

 (

заведомо

 

невыгодной

).  

Правило

.

 

Решение

 

матричной

 

игры

 

не

 

изменится

если

 

из

 

платежной

 

матрицы

 

исключить

 

строки

 

и

 

столбцы

соответствующие

 

дублирующим

 

и

 

доминируемым

 

стратегиям

Пример

.

 

Упростить

 

матричную

 

игру

платежная

 

матрица

 

которой

 

имеет

 

вид

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

 

B

3

 

 

B

4

 

 

B

5

 

A

1

 

5 9 3 4 5 

A

2

 

4 7 7 9 10 

A

3

 

4 6 3 3 9 

A

4

 

4 8 3 4 5 

A

5

 

4 7 7 9 10 

Из

 

платежной

 

матрицы

 

видно

что

 

стратегия

 

А

2

 

дублирует

 

стратегию

 

А

5

потому

 

любую

 

из

 

них

 

можно

 

отбросить

  (

отбросим

 

стратегию

 

А

5

). 

Сравнивая

 

почленно

 

стратегии

 

А

1

 

и

 

А

4

видим

что

 

каждый

 

элемент

 

строки

 

А

4

 

не

 

больше

 

соответствующего

 

элемента

 

строки

 

А

1

Поэтому

 

применение

 

игроком

 

А

 

доминирующей

 

над

 

А

4

 

стратегии

 

А

1

 

всегда

 

обеспечивает

 

выигрыш

не

 

меньший

 

того

который

 

был

 

бы

 

получен

 

при

 

применении

 

стратегии

 

А

4

Следовательно

стратегию

 

А

4

 

можно

 

отбросить

Таким

 

образом

имеем

 

упрощенную

 

матричную

 

игру

 

с

 

платежной

 

матрицей

 

вида

 
 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

 

B

3

 

 

B

4

 

 

B

5

 

A

1

 

5 9 3 4 5 

A

2

 

4 7 7 9 10 

A

3

 

4 6 3 3 9 

 

Из

 

этой

 

матрицы

 

видно

что

 

в

 

ней

 

некоторые

 

стратегии

 

игрока

 

В

 

доминируют

 

над

 

другими

В

3

 

над

 

В

2

В

4

 

и

 

В

5

Отбрасывая

 

доминируемые

 

стратегии

 

В

2

В

4

 

и

 

В

5

получаем

 

игру

 3x2, 

имеющей

 

платежную

 

матрицу

 

вида

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

3

 

A

1

 5  3 

A

2

 4  7 

A

3

 4  3 

 


background image

 

32

В

 

этой

 

матрице

 

стратегия

 

А

3

 

доминируется

 

как

 

стратегией

 

А

1

так

 

и

 

стратегией

 

А

2

Отбрасывая

 

стратегию

 

А

3

окончательно

 

получаем

 

игру

 2x2 

с

 

платежной

 

матрицей

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

3

 

A

1

 5  3 

A

2

 4  7 

 

Эту

 

игру

 

уже

 

упростить

 

нельзя

ее

 

надо

 

решать

 

рассмотренным

 

выше

 

алгебраическим

 

или

 

геометрическим

 

методом

Необходимо

 

отметить

что

 

отбрасывая

 

дублируемые

 

и

 

доминируемые

 

стратегии

 

в

 

игре

 

с

 

седловой

 

точкой

мы

 

все

 

равно

 

придем

 

к

 

игре

 

с

 

седловой

 

точкой

т

.

е

к

 

решению

 

в

 

чистых

 

стратегиях

Но

 

лучше

 

сразу

 

проверить

не

 

обладает

 

ли

 

игра

 

седловой

 

точкой

 – 

это

 

проще

чем

 

сравнивать

 

почленно

 

все

 

строки

 

и

 

все

 

столбцы

 

платежной

 

матрицы

Алгебраические

 

методы

 

решения

 

матричных

 

игр

 

иногда

 

производить

 

проще

если

 

использовать

 

также

 

следующие

 

свойства

 

матричных

 

игр

Свойство

 1.

 

Если

 

ко

 

всем

 

элементам

 

платежной

 

матрицы

 

прибавить

 

(

вычесть

одно

 

и

 

тоже

 

число

 

С

то

 

оптимальные

 

смешанные

 

стратегии

 

игроков

 

не

 

изменятся

а

 

только

 

цена

 

игры

 

увеличится

 (

уменьшится

на

 

это

 

число

 

С

Свойство

 2.

 

Если

 

каждый

 

элемент

 

платежной

 

матрицы

 

умножить

 

на

 

положительное

 

число

 k, 

то

 

оптимальные

 

смешанные

 

стратегии

 

игроков

 

не

 

изменятся

а

 

цена

 

игры

 

умножится

 

на

 k. 

Отметим

что

 

эти

 

свойства

 

верны

 

и

 

для

 

игр

имеющих

 

седловую

 

точку

Эти

 

два

 

свойства

 

матричных

 

игр

 

применяются

 

в

 

следующих

 

случаях

1) 

если

 

матрица

 

игры

 

наряду

 

с

 

положительными

 

имеет

 

и

 

отрицательные

 

элементы

то

 

ко

 

всем

 

ее

 

элементам

 

прибавляют

 

такое

 

число

чтобы

 

исключить

 

отрицательные

 

числа

 

в

 

матрице

2) 

если

 

матрица

 

игры

 

имеет

 

дробные

 

числа

то

 

для

 

удобства

 

вычислений

 

элементы

 

этой

 

матрицы

 

следует

 

умножить

 

на

 

такое

 

число

чтобы

 

все

 

выигрыши

 

были

 

целыми

 

числами

Пример

.

 

Решить

 

матричную

 

игру

 2

х

с

 

платежной

 

матрицей

 

вида

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

A

1

 0.5 -0.2 

A

2

 0.1 0.3 

 

Умножая

 

все

 

элементы

 

платежной

 

матрицы

 

на

 10, 

а

 

затем

 

прибавляя

 

к

 

ним

 

число

 2, 

получаем

 

игру

 

с

 

платежной

 

матрицей


background image

 

33

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

A

1

 7 0 

A

2

 3 5 

 

Решая

 

эту

 

игру

 

алгебраическим

 

методом

получаем

 

9

2

0

3

5

7

3

5

1

p

;          

9

7

2

p

9

5

0

3

5

7

0

5

1

q

;            

9

4

2

q

9

35

0

3

5

7

3

0

5

7

v

В

 

соответствии

 

со

 

свойствами

 1 

и

 2, 

исходная

 

матричная

 

игра

 

имеет

 

те

 

же

 

оптимальные

 

смешанные

 

стратегии

9

7

:

9

2

A

S

 

и

 

9

4

:

9

5

B

S

А

 

для

 

получения

 

исходной

 

цены

 

игры

 

необходимо

 

из

 

полученной

 

цены

 

игры

 

вычесть

 2, 

а

 

затем

 

разделить

 

на

 10. 

Таким

 

образом

получаем

 

цену

 

исходной

 

игры

90

17

10

:

2

9

35

.

 

2.7. 

Решение

 

игр

 2xn 

и

 mx2 

Как

 

уже

 

отмечалось

 

в

 

теореме

 

об

 

активных

 

стратегиях

любая

 

конечная

 

игра

 

mxn

 

имеет

 

решение

в

 

котором

 

число

 

активных

 

стратегий

 

каждого

 

игрока

 

не

 

превосходит

L

где

 

)

,

min(

n

m

L

Следовательно

у

 

игры

 

2xn

 

или

 

mx2

 

всегда

 

имеется

 

решение

 

содержащее

 

не

 

более

 

двух

 

активных

 

стратегий

 

у

 

каждого

 

из

 

игроков

 

)

2

)

2

,

(

min

)

,

2

(

(min

m

n

Если

 

эти

 

активные

 

стратегии

 

игроков

 

будут

 

найдены

то

 

игры

 

2xn

 

и

 

mx2

 

превращаются

 

в

 

игры

 

2x2

методы

 

решения

 

которых

 

рассмотрены

 

выше

Практически

 

решение

 

игры

 

2xn

 

осуществляется

 

следующим

 

образом

1) 

строится

 

графическое

 

изображение

 

игры

 

для

 

игрока

 

А

2) 

выделяется

 

нижняя

 

граница

 

выигрыша

 

и

 

находится

 

наибольшая

 

ордината

 

нижней

 

границы

 (

максимин

), 

которая

 

равна

 

цене

 

игры

 

v

3) 

определяется

 

пара

 

стратегий

 

игрока

 

В

пересекающихся

 

в

 

точке

 

оптимума

Эти

 

стратегии

 

и

 

являются

 

активными

 

стратегиями

 

игрока

 

В

Таким

 

образом

игра

 

2xn

 

сведена

 

к

 

игре

 

2x2

которую

 

более

 

точно

 

можно

 

решить

 

алгебраическим

 

методом

Если

 

в

 

точке

 

оптимума

 

пересекается

 

более

 

двух

 

стратегий

то

 

в

 

качестве

 

активных

 

стратегий

 

может

 

быть

 

выбрана

 

любая

 

пара

 

из

 

них

Решение

 

игры

 

mx2

 

осуществляется

 

аналогично

Но

 

в

 

этом

 

случае

 

строится

 

графическое

 

изображение

 

игры

 

для

 

игрока

 

В

 

и

 

выделяется

 

не

 

нижняя

а

 

верхняя

 

граница

 

выигрыша

  (

так

 

как

 

находится

 

оптимальная

 

смешанная

 

стратегия

 

игрока

 

В

)

и

 

на

 

ней

 

находится

 

точка

 

оптимума

 

с

 

наименьшей

 

ординатой

 (

минимакс

). 

Пример

Найти

 

решение

 

игры

платежная

 

матрица

 

которой

 

имеет

 

вид


background image

 

34

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

 

B

3

 

A

1

 2 5  8 

A

2

 7 4  3 

 

Платежная

 

матрица

 

не

 

имеет

 

седловой

 

точки

поэтому

 

оптимальное

 

решение

 

должно

 

быть

 

в

 

смешанных

 

стратегиях

Строим

 

графическое

 

изображение

 

игры

 

для

 

игрока

 

А

 (

рис

. 2.10). 

2

4

6

8

10

10

8

6

4

2

0

0.2

0.4

0.5

0.6

0.8

3

7

5

v

A

v

A

p

1

N

B

3

B

2

B

1

 

Рис

. 2.10. 

Точка

 

N

  (

максимин

является

 

точкой

 

оптимума

В

 

этой

 

точке

 

пересекаются

 

линии

соответствующие

 

активным

 

стратегиям

 

В

1

 

и

 

В

2

 

игрока

 

В

Таким

 

образом

исключая

 

стратегию

 

В

3

получаем

 

матричную

 

игру

 

2x2

 

с

 

платежной

 

матрицей

 

вида

 

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

A

1

 2 5 

A

2

 7 4 

 

Используя

 

алгебраический

 

метод

 

решения

 

этой

 

игры

получаем

 

точное

 

решение

:    

2

1

5

7

4

2

7

4

1

p

2

1

1

1

2

p

p

6

1

5

7

4

2

5

4

1

q

6

5

1

1

2

q

q

;

  

6

27

5

7

4

2

5

7

4

2

v

.

 

Ответ

2

1

,

2

1

A

S

;  

0

,

6

5

,

6

1

B

S

;  

6

27

v

 


background image

 

35

Пример

Найти

 

решение

 

игры

платежная

 

матрица

 

которой

 

имеет

 

вид

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

:A

1

 0  1 

A

2

 4 2 

A

3

 -1 4 

A

4

 1 -3 

A

5

 6 -2 

A

6

 1,5 3 

 

Платежная

 

матрица

 

не

 

имеет

 

седловой

 

точки

Для

 

сведения

 

данной

 

игры

 

к

 

игре

 

2x2

 

строим

 

ее

 

графическое

 

изображение

 

для

 

игрока

 

В

 

(

рис

2.11). 

Точка

 

М

  (

минимакс

является

 

точкой

 

оптимума

В

 

этой

 

точке

 

пересекаются

 

отрезки

соответствующие

 

активным

 

стратегиям

 

А

2

А

6

 

и

 

А

3

 

игрока

 

А

Таким

 

образом

исключая

 

стратегии

 

А

1

А

4

 

и

 

А

5

 

и

 

выбирая

 

из

 

трех

 

активных

 

стратегий

 

две

 (

например

А

2

 

и

 

А

3

 

или

 

А

2

 

и

 

А

6

), 

приходим

 

к

 

матричной

 

игре

 

2x2

Выбор

 

стратегий

 

А

3

 

и

 

А

6

 

исключен

так

 

как

 

в

 

этом

 

случае

 

точка

 

М

 

перестанет

 

быть

 

точкой

 

минимакса

6
5
4
3
2
1

-1
-2
-3

6
5
4
3
2
1

-1
-2
-3

0.2

0.4

0.6

0.8

v

B

v

B

q

1

A

3

A

6

A

2

A

1

M

A

5

A

4

 

Рис

. 2.11. 

Пусть

 

выбираются

 

стратегии

 

А

2

 

и

 

А

3

Тогда

 

игра

 

2x2

 

приобретает

 

вид

 

B

j

 

 
A

i

 

 

B

1

 

 

B

2

 

A

2

 4 2 

A

3

 -1 4 

 

Оптимальные

 

смешанные

 

стратегии

 

данной

 

игры

а

следовательно

и

 

исходной

 

игры

 

определяются

 

следующими

 

вероятностями

7

5

1

2

4

4

1

4

1

p

;  

7

2

2

p

;   

7

2

1

2

4

4

2

4

1

q

7

5

2

q

;   

7

18

1

2

4

4

2

1

4

4

v

Ответ

0

,

0

,

0

,

7

2

,

7

5

,

0

A

S

;   

7

5

,

7

2

B

S

;  

7

18

v