经济学课件博弈论初步

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1、课件制作单位：浙江财经学院经济与国际贸易学院 制作者：衣文静,俞薇,程志平,谢新超,杨洁,张中英 审校：黄文平经济学经济学第十八版第十八版保罗萨缪尔森威廉诺德豪斯著B B 博弈论博弈论n n博弈论博弈论 (game theory)(game theory)：也叫对策论，也叫对策论， 所分析的是两个或两个以上的比赛者或所分析的是两个或两个以上的比赛者或 参与者选择能够共同影响每一参加者的参与者选择能够共同影响每一参加者的 行动或策略的方式。行动或策略的方式。n n约翰约翰 冯冯 纽曼（冯纽曼（冯 诺伊曼诺伊曼 ，John von John von NeumannNeumann，190319031

2、9571957）：现代电子）：现代电子 计算机创始人之一。在经济学领域，计算机创始人之一。在经济学领域， 19441944年诺伊曼与奥斯卡年诺伊曼与奥斯卡 摩根斯特恩合摩根斯特恩合 着的巨作着的巨作博弈论与经济行为博弈论与经济行为出版，出版， 标志着现代系统博弈理论的的初步形成标志着现代系统博弈理论的的初步形成 。他被称为。他被称为“ “博弈论之父博弈论之父” ”。定价策略定价策略n n一旦开始考虑他人会如何对待自己的决策作出的反应，你一旦开始考虑他人会如何对待自己的决策作出的反应，你 便进入了博弈论的领域。便进入了博弈论的领域。P1P220201010nEwBooks的 削价Amazing

3、相应的 行动当两个企业坚持相 互削价竞争时发生 的情况。价格动态下调步骤 导致两个对手越来 越低的价格。B.1 B.1 基本概念基本概念n n双寡头垄断的价格博弈双寡头垄断的价格博弈 (duopoly price game)(duopoly price game)n n如果市场上的供给只由两个企业提供，那么就称之为一个如果市场上的供给只由两个企业提供，那么就称之为一个 双寡头垄断市场。双寡头垄断市场。n n支付矩阵支付矩阵 (payoff table)(payoff table)：体现两个企业或两个人之间相互体现两个企业或两个人之间相互 作用的工具。作用的工具。 指出了对弈者的策略、利润的分配

4、和不同指出了对弈者的策略、利润的分配和不同 博弈者的利益。博弈者的利益。价格战的支付矩阵价格战的支付矩阵10 1010 10-10 -100-10 -100-100 -10-100 -10-50 -50-50 -50nEwbooks的价格正常价格* 价格战Amazing 的价格正常价格*价格战博弈论的指导思想博弈论的指导思想n n假设你的对手在研究你的策略，并采取追求自身最大利益假设你的对手在研究你的策略，并采取追求自身最大利益 行动的时候，你如何选择最有效的策略。行动的时候，你如何选择最有效的策略。n在前面双寡头市场的价格战例子中，支付矩阵表说明，竞 争者之间不同的策略会导致不同的获利情况。

5、当双方都运 用正常价格战略的时候，是每个企业获得共同最大利益的 时候。策略选择策略选择n n占优策略占优策略(dominant strategy)(dominant strategy)：无论其他博弈者采用何无论其他博弈者采用何 种战略，该博弈者的策略总是最好的。种战略，该博弈者的策略总是最好的。n n在价格博弈中，正常价格对两个企业来说都是一种占在价格博弈中，正常价格对两个企业来说都是一种占 优策略。优策略。n n占优均衡占优均衡 (dominant equilibrium)(dominant equilibrium)：在两个（或全部）在两个（或全部） 博弈者都采用占优策略时的结果。博弈者都采

6、用占优策略时的结果。对抗博弈对抗博弈100 200100 200-20 150-20 150150 -30150 -3010 10 10 10nEwBooks的价格高价格 正常价格*Amazing 的价格高价格正常价格*n对抗博弈中，每个企业按正常价格都可盈利10美元。如果 双方抬高价格以达到垄断水平，则共同利润最大。然而， 由于每一个企业都想“欺骗”对手并通过降价获取更对利润 。因此，每个企业都会选择正常价格做为自己的策略。n博弈论的一条基本准则：把自己的战略建立在假定对手会 按其最佳利益行动的基础上。n n纳什均衡纳什均衡 (Nash equilibrium)(Nash equilibri

7、um)：在其他博弈者的策略在其他博弈者的策略 给定时，没有一方还能改善自己的获利的境况。也叫给定时，没有一方还能改善自己的获利的境况。也叫 非合作性均衡非合作性均衡(noncooperative equilibrium)(noncooperative equilibrium)。n n纳什：由于其对非合作博弈理论中的均衡纳什：由于其对非合作博弈理论中的均衡 问题进行了开创性分析，与哈尔萨尼教授问题进行了开创性分析，与哈尔萨尼教授 和泽尔滕教授分享了和泽尔滕教授分享了19941994年度的诺贝尔经济年度的诺贝尔经济 学奖学奖. .B.2 B.2 博弈论的一些重要例子博弈论的一些重要例子n n合谋还

8、是不合谋合谋还是不合谋n n非合作性均衡非合作性均衡 (noncooperative equilibrium(noncooperative equilibrium) )：对于对于 博弈各方而言不是有效率的均衡。博弈各方而言不是有效率的均衡。n n合作性均衡合作性均衡(cooperative equilibrium)(cooperative equilibrium)：博弈各方结博弈各方结 成联盟，实行总利润最大化的策略。成联盟，实行总利润最大化的策略。n n完全竞争均衡是非合作均衡或纳什均衡，非合作性行完全竞争均衡是非合作均衡或纳什均衡，非合作性行 为造成了社会所期望的经济效率状态，此时合作会导

9、为造成了社会所期望的经济效率状态，此时合作会导 致无效率。致无效率。囚徒困境囚徒困境n n囚徒困境（囚徒困境（prisonerss dilemmaprisonerss dilemma）n n有两个同案犯的囚徒，莫利和纳克尔兹。如果两人中只有有两个同案犯的囚徒，莫利和纳克尔兹。如果两人中只有 一人坦白，则坦白者只被判一人坦白，则坦白者只被判3 3个月徒刑，而另一人会被判个月徒刑，而另一人会被判 1010年。而如果两个人都坦白的话，则都将被判年。而如果两个人都坦白的话，则都将被判5 5年。都不年。都不 坦白则都会被判坦白则都会被判1 1年。年。囚徒困境囚徒困境5 5年年 5 5年年1010年年 3

10、 3个月个月3 3个月个月 1010年年1 1年年 1 1年年莫利坦白* 不坦白纳克尔兹坦白*不坦白在囚徒困境中，尽管不坦白对双方都更有利，但最后 的结果是两个囚徒都会选择坦白，从而没人坐5年牢。在面对这样的情况下，无论对方如何选择，对于任何 一个囚犯来说，坦白和不合作（自私）是相对较好的策略 。但是只有通过合作或是利他的策略，博弈双方的利益才 最大。污染博弈污染博弈n n污染博弈是污染博弈是“ “看不见的手看不见的手” ”这种竞争机制失败的典这种竞争机制失败的典 型例证。型例证。n n在企业不受管制的环境里，每个追求利润最大化在企业不受管制的环境里，每个追求利润最大化 的企业都宁肯污染环境，

11、也不愿安装昂贵的污染的企业都宁肯污染环境，也不愿安装昂贵的污染 处理设备。处理设备。污染博弈污染博弈100 100100 100120 -30120 -30-30 120-30 120100 100 100 100美国钢铁公司低污染 高污染*Oxy钢铁 公司低污染高污染*在这种情况下，非合作均衡活纳什均衡是无效率的。如果 企业要消除污染，则其产品价格会提高，从而生意受损， 利润下降。非合作纳什均衡导致了严重的污染，是无效率的。此时政 府应介入，通过强制方式使企业达到合作性均衡，企业获 得同样的利润，而环境污染也得以消除。致命的军备竞赛致命的军备竞赛n n军备竞赛是具备非效率均衡特征的一个极度危

12、险的博弈案军备竞赛是具备非效率均衡特征的一个极度危险的博弈案 例。在不确定对手意图的情况下，只能采取安全的做法，例。在不确定对手意图的情况下，只能采取安全的做法， 即在武器上超越对手。即在武器上超越对手。n n危险的非效率的非合作性均衡，需要合作的解决方式：危险的非效率的非合作性均衡，需要合作的解决方式：“ “ 武器控制协定武器控制协定” ”，将博弈结果从无效率的非合作性均衡移，将博弈结果从无效率的非合作性均衡移 动到效率程度较低的合作结果。动到效率程度较低的合作结果。n n军备竞赛指和平时期敌对国家或潜在敌对国家互为假想敌军备竞赛指和平时期敌对国家或潜在敌对国家互为假想敌 、在军事装备方面展

13、开的质量和数量上的竞赛。近代比较、在军事装备方面展开的质量和数量上的竞赛。近代比较 著名的是第一次世界大战前著名的是第一次世界大战前2020年中欧洲列强之间开展的军年中欧洲列强之间开展的军 备竞赛备竞赛( (如如“ “无畏舰无畏舰” ”建造竞赛建造竞赛) )、北大西洋公约组织与华沙、北大西洋公约组织与华沙 条约组织从第二次世界大战结束后到苏联解体前展开的长条约组织从第二次世界大战结束后到苏联解体前展开的长 期军备竞赛。期军备竞赛。 美国和前苏联在美国和前苏联在1945194519911991年这一时期内的非合作性军年这一时期内的非合作性军 备竞赛，曾导致大规模的武力备竞赛，曾导致大规模的武力扩

14、张，拥有的核武器弹头多达扩张，拥有的核武器弹头多达1010万枚万枚。胜者全得博弈胜者全得博弈n n胜者全得博弈胜者全得博弈 ( (winner-take-all gamewinner-take-all game) )，这种博弈的一个，这种博弈的一个 特征是报酬严重的集中在顶级精英分子中。特征是报酬严重的集中在顶级精英分子中。n n顶级模特克劳迪亚顶级模特克劳迪亚 希弗希弗19981998年赚了年赚了10501050万美元，而大多万美元，而大多 数模特收入微薄。最畅销书的作者，如斯蒂芬数模特收入微薄。最畅销书的作者，如斯蒂芬 金可以从金可以从 其书的版权中获得高达其书的版权中获得高达600060

15、00万美元的收入，而普通作者的万美元的收入，而普通作者的 报酬却比最低工资水平高不出多少。报酬却比最低工资水平高不出多少。胜者全得博弈胜者全得博弈50 5050 50300 50300 5050 20050 200300 0300 0赢家或冠军在一般行业工作 在胜者全得行业工作居胜者之 后的人在一般行业工 作在胜者全得行 业工作最终的结果是在右下角的“过度拥挤”状态下达到均衡。一 个无效率的胜者全得均衡产生了收入的最大不平等。当自由市场者主张市场激励导致社会有效结果时，胜者全 得市场吸引了过多的参与者，导致了无效率的消费和投资 ，并且经常使文化堕落顶级工薪的剧增根源于胜者全 得市场的逐渐流行。博弈，无处不在博弈，无处不在n n博弈论已遍及经济学、社会科学、工商业活动以及日常生博弈论已遍及经济学、社会科学、工商业活动以及日常生 活等各个领域。活等各个领域。n n许多博弈的一个关键问题是建立许多博弈的一个关键问题是建立信誉信誉 (credibility(credibility ) )n n博弈论的基本结构：具有不同策略、行动的竞争者，竞争博弈论的基本结构：具有不同策略、行动的竞争者，竞争 者的支付和分配情况以及在每一种结果下博弈者得到的其者的支付和分配情况以