《博弈论》期中考试试卷及参考答案

巡山小妖精
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2020年08月03日 09:20
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2011级经济学专业(1-2班)
《博弈论》期中考试试卷(开卷)
班级 学号 姓名 成绩

题号
得分










总得分

答题要求:
1、不能用铅笔答题,违反者按缺考处理;
2、开卷考试,给足够时间答题,请认真完成考试;卷面务必保持清楚整洁,每涂改一处扣10分;
3、每一道题的解务必写出完整的解题过程,没有过程,只有答案不给分;
4、如果发现雷同卷,一律按零分处理。

一、下面的支付矩阵表示一个两人的静态 博弈。问当a、b、c、d、f、g、h之间满足什么条
件时,该博弈存在严格优势策略均衡(20分)


博弈方2

LR

U
a,bc,d

博弈方1

e,fg ,h
D

参考答案:
1、严格优势策略均衡是由各博弈方的严格优势策略组成的策略组合。(2分)
2、对于博弈 方1,如果a>e且c>g,则U是相对于D的严格优势策略;如果a<e且c<g,
则D是相对于U的 严格优势策略;(3分)
3、对于博弈方2,如果b>d且f>h则L是相对于R的严格优势策略;如 果b<d且f<h,
则R是相对于L的严格优势策略。(3分)
4、上述两个博弈方各自有两 种严格优势策略的相对支付情况的组合,总共可能构成四种严格
优势策略均衡:(12分)
1)如果a>e且c>g,b>d且f>h,严格优势策略均衡是(U,L)
2)如果a>e且c>g,b<d且f<h,严格优势策略均衡是(U,R)
3)如果a<e且c<g,b>d且f>h,严格优势策略均衡是(D,L)
4)如果a<e且c<g,b<d且f<h,严格优势策略均衡是(D,R)
(在求解本题时,如果前面三点没有写,但这四条都能写出来,可以按每条5分计算,共20分) 二、一个工人给一个老板干活,工资标准是100元。工人可以选择是否偷懒,老板则选择是
否克扣 工资。假设工人不偷懒有相当于50元的负效用,老板想克扣工资总有借口扣掉60元工资,
工人不偷懒 老板有150元产出,而工人偷懒时老板只有80元产出,但老板在支付工资之前无法知
道实际产出,这 些情况是双方都知道的。请问:(1)如果老板完全能够看出工人是否偷懒,博弈
属于哪种类型?请用支 付矩阵或博弈树表示该博弈(要求按教材给出的格式来表示,并求出博弈
的所有Nash均衡及博弈的结 果(2)如果老板无法看出工人是否偷懒,博弈属于哪种类型?请用
支付矩阵或博弈树表示该博弈(要求 按教材给出的格式来表示,并求出博弈的均衡解。(共30分)
参考答案

1


(1)
①动态博弈、完全信息的动态博弈、完全且完美信息的动态博弈(2分)
②该博弈的博弈树是:(2分)


(40,40)
克扣

老板

b
偷懒

不克扣
(100,
-
20)
工人

a
(-10,110)
克扣

老板
不偷懒

c
不克扣

(50,50)


③用以下两种方法可求出该博弈的所有Nash均衡(16分)
方法1:该博弈共有2×(2 ×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除
确定法求出该博弈的Nash均衡 (偷懒,{克扣,克扣})



(40,40)(40,40)


(100,-20)(100,-20)

(-10,110)(-10,110)

(50,50)(50,50)


(偷懒,{克扣,克扣})对局(偷懒,{克扣,不克扣})对局

(40,40)

(40,40)

(100,-20)
(100,-20)

(-10,110)
(-10,110)


(50,50)
(50,50)

(偷懒,{不克扣,克扣})对局
(偷懒,{不克扣,不克扣})对局



(40,40)(40,40)


(100,-20)(100,-20)

(-10,110)(-10,110)

(50,50)(50,50)


(不偷懒,{克扣,克扣})对局
(不偷懒,{克扣,不克扣})对局



2









(40,40)
(100,-20)
(-10,110)
(50,50)
(不偷懒,{不克扣,克扣})对局
(40,40)
(100,-2 0)
(-10,110)
(50,50)
(不偷懒,{不克扣,不克扣})对局
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介 绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(偷懒,{克扣,克扣})

老板

{克扣,克扣}{克扣,不克扣}{不克扣,克扣}{不克扣,不克扣}

偷懒
40,4040,40100,-20100,-20

工人
不偷懒
-10,11050,50-10,11050,50


④博弈的结果:用倒推法(剪枝法)求得该博弈的结果是(偷懒,克扣)(4分)

(40,40)

克扣
老板


b
偷懒

不克扣
(100,
-
20)

工人

a

(-10,110)
克扣

老板
不偷懒

c


不克扣
(50,50)

(2)
①静态博弈、完全信息静态博弈 (2分)
②该博弈的支付矩阵是:(2分)
老板

克扣不克扣

40,40100,-20
偷懒

工人

50,50
不偷懒
-10,110

③用划线法可求出该博弈的Nash均衡是(偷懒,克扣) (2分)
(本题也可以用反应函数法来做)
老板
克扣不克扣
q 1-q
偷懒P
40,40
-10,110
100,-20
50,50
工人
不偷懒1-P

解:设工人、老板选择纯策略的概率如上图所示
1)求期望支付函数

3


U
工人
=40 pq+100p(1-q)-10(1-p)q+50(1-p)(1-q)
=40pq+100p-100pq-10q+10pq+50-50p-50q+50pq
=50p-60q+50

U
老板
=40pq-20p(1-q)+110 (1-p)q+50(1-p)(1-q)
=40pq-20p+20pq+110q-110pq+50-50p-50q+50pq
=60q-70p+50
2)根据期望支付函数写出反应函数
p=1 q=[0,1]
q=1 p=[0,1]
3)作图

q

(1,1)
1




0
1
p

4)图中交点(1,1)即该博弈的混合Nash均衡→(偷懒,克扣)
三、在一条狭窄的巷 子里,两个年轻人骑着自行车相向而行。每人都有两个策略,即或者选
择“冲过去”或者选择“避让”。 如果选择“避让”,不管对方采取什么策略,他得到的收益都是
0。如果其中一人采取“冲过去”的策略 ,如果对方采取“避让”,那么他得到的支付是9;如果
对方不避让,那么他得到的支付是-36。请用 反应函数法求出该博弈的全部纳什均衡。(10分)
参考答案
1、由所给条件可求得支付 矩阵(如下图);用划线法可求得这个博弈有两个纯策略Nash均衡
(避让,冲过去)、(冲过去,避 让)(2分)



避让冲过去

0 ,00,9
避让



9,0-36,-36
冲过去


2、根据支付矩阵求期望支付函数;设甲、乙选择纯策略的概率如下图所示(2分)



避让冲过去
q 1-q

0,00,9

避让P




冲过去1 -P
9,0-36,-36
u

=9(1-p)q-36(1-p)(1-q )
=9q-9pq-36+36p+36q-36pq
=-45pq+36p+45q-36

4


=-9p(5q-4)+45q-36
u

=9p(1-q)-36(1-p)(1-q)
=9p-9pq-36+36p+36q-36pq
=-45pq+36q+45p-36
=-9q(5p-4)+45p-36
3、根据期望支付函数写出反应函数(2分)
甲的反应函数
p=0 当q<0.8
p=[0,1] 当q=0.8
p=1 当q>0.8
乙的反应函数
q=0 当p<0.8
q=[0,1] 当p=0.8
q=1 当p>0.8
4、根据反应函数画反应函数曲线(2分)







q
1
0.8
q
1
0.8
q
1
0.8
0
0.8
1p
0
0.81
p
0
0.8
1
p
5、反 应曲线的交点(0,0)、(1,1)、(0.8,0.8)→该博弈的混合策略Nash均衡(2分)
四、假定甲、乙两寡头垄断的市场需求函数是Q=12-P,生产成本为零。如果两厂商都只能
要么生 产垄断产量的一半,要么生产古诺产量,证明这是一个囚犯困境型的博弈。(20分)
参考答案
1)垄断产量和垄断利润的计算(5分)
由于假定生产成本为零,所以利润π=TR-TC= TR
2
π=TR=PQ =(a-Q)Q=aQ-Q

令π′=0;即a-2Q=0 → Q=a2 →所以q

=a4,q

=a4
∵Q=12-P ∴P=a-Q=a-a2=a2
2
π

= Pq

=a2×a4=a
8
2
π

= Pq

=a2×a4=a
8
2)古诺产量和利润的计算(5分)
根据已知条件P=a-Q=a-q
1
-q
2
;c=0
所以 π

=Pq
1
=(a-q
1
-q
2
)q< br>1

π

=Pq
2
=(a-q
1
- q
2
)q
2

令π

′= a-2q
1
-q
2
=0
π

′=a-q
1
-2q
2
=0
2aa
可求得q
1
=a3 q
2
=a3 →Q=q
1
+q
2
= →P=a-Q=
33
aaa
π

=Pq
1
=
× =
339
2

5


aaa
π

=Pq
2
=
× =
339
aaaa5a
3)如果一厂商生产垄断产量的一半 ,另一方生产古诺产量 →P=a-Q=a-( + )=
434312
5aa5a
前者利润= × =
12448
5aa5a
后者利润= × =
12336
(5分)
4)上述博弈用支付矩阵来表示就是:







a4
a4

a3
2
2
2
a3
a
2
8,a
2
8
5a
2
36,5a
2
48
5a
2
48,5a
2
36a
2
9,a
2
9
垄断产量一半为a4;古诺产量为a3
1515a5a5aa
∵ =0.125, ≈0.139; ≈0.111, ≈0.104→ < , <
836948836489
aa
∴两厂商垄断产量的一半 都是相对于古诺产量 的严格劣势策略;所以该博弈唯一的Nash
43
aaa
均衡, 也是严格优势策略均衡,是( , ),这个Nash均衡的双方的支付 ,显然不如双方都
339
aa
采用 的支付 ,因此这个博弈是一个囚徒困境型的博弈
48
(5分)
五、考虑下述两个人玩的称为“力争上游”的卡片游戏:桌子上,面朝 下放着3张卡片,分
别写着1、2和3,甲先拿一张卡片,然后乙拿一张卡片,他们相互看不到对方写着 的数字(但每
人都清楚自己手上拿着的卡片上的数字)。现在,甲先动,他可以选择是否和乙交换卡片, 如果甲
选择交换,乙必须和他交换;然后乙行动,他可以选择是否和桌面上剩余的那张卡片交换。这一< br>切做完之后,手上卡片数字小的人,输给手上卡片数字大的人1根火柴。试把这个游戏表达为序
贯 博弈,并求出Nash均衡和博弈的结果。(20分)
参考答案:该博弈可分为6种情况(1、2各给4分,3、4、5、6各给3分)
1、甲取到3,乙取到1
⑴该博弈的博弈树是:
(1,2)






(1,3)
不换



(3,2)
不换



不换
(3,1)
⑵求该博弈的Nash均衡
方法1:该博弈共有2×(2× 2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排
除确定法求出该博弈的Nash均衡
2
2
2222

6








































不换

(1,2)
( 1,3)
(3,2)
(3,1)




不换
(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不 换


不换
不换
(换,{换,换})对局



不换

(换,{换,不换})对局

不换

(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)



(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不换


不换
不换
(换,{不换,换})对局
(换,{不换,不 换})对局




不换

(1,2)
( 1,3)
(3,2)
(3,1)




不换
(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不 换

不换

不换
(不换,{换,换})对局

甲< br>换

不换

(不换,{换,不换})对局




不换

(1,2)
(1,3)
(3,2)
( 3,1)
(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不换


不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{ 不换,不换})对局
8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(不换,{换,换})和(不换 ,{不换,换});
博弈的结果是(不换,换)
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成 矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,
换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



1,21,21,31,3


不换
3,23,13,23,1


7


⑶ 该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(3,2),
乙 输甲1根火柴。


(1,2)








(1,3)
不换


(3,2)
不换



不换

(3,1)


2、甲取到3,乙取到2
⑴该博弈的博弈树是:

(2,1)






(2,3)
不换



(3,1)
不换


不换

(3,2)


⑵求该博弈的Nash均衡
方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合; 用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排
除确定法求出该博弈的Nash均衡


(2,1)
(2,1)









(2,3)
不换
(2,3)
不换



(3,1)
(3,1)
不换
不换



不换
不换

(3,2)
(3,2)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局

(2,1)
(2,1)









(2,3)
不换
(2,3)
不换



(3,1)
(3,1)
不换
不换



不换
不换

(3,2)
(3,2)

(换,{不换,不换})对局
(换,{不换,换})对局



8























不换

(2,1)
(2,3)< br>(3,1)
(3,2)




不换
(2,1)
(2,3)
(3,1)
(3,2)
不换
不换

不换

不换
(不换,{换,换})对局
(不换,{换,不换})对 局




不换

(2,1)
(2,3)
(3,1)
(3,2)




不换
换< br>(2,1)
(2,3)
(3,1)
(3,2)
不换
不换


不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{不换,不换 })对局
8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(不换,{换,不换})和(不换,{不换 ,换});
博弈的结果是(不换,不换)
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵 式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡 是(不换,{换,换})和(不换,{不换,
不换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



2,12,12,32,3


不换
3,13,23,13,2


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(不换,不换),得到的支付是
(3,2),乙输甲1根火柴。


(2,1)








(2,3)
不换



(3,1)
不换



不换
(3,2)



3、甲取到2,乙取到1
⑴该博弈的博弈树是:



9














不换

(1,3)
(1,2)
(2,3)
(2, 1)
不换

不换
⑵求该博弈的Nash均衡
方法1:该博弈共有2 ×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头
排除确定法求出该博弈的Nas h均衡
(1,3)
(1,3)










( 1,2)
不换
(1,2)
不换



(2,3)
(2,3)

不换
不换



不换
不换
(2,1)
(2,1)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


(1,3)
(1,3)









(1,2)
不换
(1,2)
不换


(2,3)
(2,3)

不换
不换



不换
不换
(2,1)
(2,1)

(换,{不换,不换})对局
(换,{不换,换})对局



(1,3)
(1,3)










(1,2)
不换
(1,2)
不换



(2,3)
(2,3)
不换
不换



不换
不换

(2,1)
(2,1)
(不换,{换,不换})对局

(不换,{换,换})对局



(1,3)
(1,3)









(1,2)
不换
(1,2)
不换



(2,3)
(2,3)
不换
不换



不换
不换

(2,1)
(2,1)

(不换,{不换,不换})对局
(不换,{不换,换})对局


10


8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(不换,{换,换} )和(不换,{不换,换});
博弈的结果是(不换,换)
方法2:把用博弈树表示的序贯 博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博 弈的Nash均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,
换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



1,31,31,21,2


不换
2,32,12,32,1


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(2,3),
甲输乙1根火柴。


(1,3)







(1,2)
不换



(2,3)
不换



不换

(2,1)


4、甲取到2,乙取到3
⑴该博弈的博弈树是:

(3,1)







(3,2)
不换


(2,1)
不换



不换
(2,3)


⑵求该博弈的Nash均衡
方法1: 该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头
排除确定法求出该 博弈的Nash均衡


(3,1)
(3,1)









(3,2)

不换
(3,2)
不换



(2,1)
(2,1)
不换
不换



不换
不换
(2,3)

(2,3)
(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


11































不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)



不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)
不换
不换


不换
(2,3)
(换, {不换,换})对局
(2,3)
(换,{不换,不换})对局
不换




不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)< br>(2,3)




不换

(3,1)(3,2)
(2,1)
(2,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{换,换})对局
(不换,{换,不换})对局




不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)
(2,3)




不换

(3,1)< br>(3,2)
(2,1)
(2,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{不换,不换})对局
8 张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(换,{不换,换})和(换,{不换,不换});
博弈的结果是(换,不换)
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈( 正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(换,{不换 ,换})和(换,{不换,不
换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



3,13,13,23,2


不换
2,12,32,12,3


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(换,不换),得到的支付是(3,2),
乙输甲1根火柴。

(3,1)







(3,2)
不换




(2,1)
不换



不换
(2,3)

12


5、甲取到1,乙取到2
⑴该博弈的博弈树是:












不换

(2,3)
( 2,1)
(1,3)
(1,2)
不换

不换
⑵求该博弈的N ash均衡
方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用 箭头
排除确定法求出该博弈的Nash均衡

(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)
(1,3)

不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)

(1,3)
不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(换,{不换,不换})对局
(换,{不换,换})对局


(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)
(1,3)

不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(不换,{换,不换})对局
(不换,{换,换})对局


(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)
(1,3)

不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(换,{不换,换})对局
(换,{不换,不换})对局

13

< p>
8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换 })



{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



2,32,32,12,1


不换
1,31,21,31,2


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(2,3),
甲输乙1根火柴。


(2,3)






(2,1)
不换



(1,3)

不换



不换

(1,2)


6、甲取到1,乙取到3
⑴该博弈的博弈树是:


(3,2)






(3,1)
不换


(1,2)
不换



不换
(1,3)


⑵求该博弈的Nash均衡
方法1: 该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头
排除确定法求出该 博弈的Nash均衡

(3,2)
(3,2)










(3,1)< br>不换
(3,1)
不换



(1,2)
(1,2)

不换
不换



不换
不换
(1,3)
(1,3)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


14
































不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)



不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)
不换
不换


不换
(1,3)
(换, {不换,换})对局
(1,3)
(换,{不换,不换})对局
不换




不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)< br>(1,3)




不换

(3,2)(3,1)
(1,2)
(1,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{换,换})对局
(不换,{换,不换})对局




不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)
(1,3)




不换

(3,2)< br>(3,1)
(1,2)
(1,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{不换,不换})对局
8 张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})
方法2 :把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线 法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})



{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}


3,23,23,13,1



不换
1,21,31,21,3

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求 得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(3,2),
乙输甲1根火柴。

(3,2)






(3,1)
不换






(1,2)
不换


不换

(1,3)

15


2011级经济学专业(1-2班)
《博弈论》期中考试试卷(开卷)
班级 学号 姓名 成绩

题号
得分










总得分

答题要求:
1、不能用铅笔答题,违反者按缺考处理;
2、开卷考试,给足够时间答题,请认真完成考试;卷面务必保持清楚整洁,每涂改一处扣10分;
3、每一道题的解务必写出完整的解题过程,没有过程,只有答案不给分;
4、如果发现雷同卷,一律按零分处理。

一、下面的支付矩阵表示一个两人的静态 博弈。问当a、b、c、d、f、g、h之间满足什么条
件时,该博弈存在严格优势策略均衡(20分)


博弈方2

LR

U
a,bc,d

博弈方1

e,fg ,h
D

参考答案:
1、严格优势策略均衡是由各博弈方的严格优势策略组成的策略组合。(2分)
2、对于博弈 方1,如果a>e且c>g,则U是相对于D的严格优势策略;如果a<e且c<g,
则D是相对于U的 严格优势策略;(3分)
3、对于博弈方2,如果b>d且f>h则L是相对于R的严格优势策略;如 果b<d且f<h,
则R是相对于L的严格优势策略。(3分)
4、上述两个博弈方各自有两 种严格优势策略的相对支付情况的组合,总共可能构成四种严格
优势策略均衡:(12分)
1)如果a>e且c>g,b>d且f>h,严格优势策略均衡是(U,L)
2)如果a>e且c>g,b<d且f<h,严格优势策略均衡是(U,R)
3)如果a<e且c<g,b>d且f>h,严格优势策略均衡是(D,L)
4)如果a<e且c<g,b<d且f<h,严格优势策略均衡是(D,R)
(在求解本题时,如果前面三点没有写,但这四条都能写出来,可以按每条5分计算,共20分) 二、一个工人给一个老板干活,工资标准是100元。工人可以选择是否偷懒,老板则选择是
否克扣 工资。假设工人不偷懒有相当于50元的负效用,老板想克扣工资总有借口扣掉60元工资,
工人不偷懒 老板有150元产出,而工人偷懒时老板只有80元产出,但老板在支付工资之前无法知
道实际产出,这 些情况是双方都知道的。请问:(1)如果老板完全能够看出工人是否偷懒,博弈
属于哪种类型?请用支 付矩阵或博弈树表示该博弈(要求按教材给出的格式来表示,并求出博弈
的所有Nash均衡及博弈的结 果(2)如果老板无法看出工人是否偷懒,博弈属于哪种类型?请用
支付矩阵或博弈树表示该博弈(要求 按教材给出的格式来表示,并求出博弈的均衡解。(共30分)
参考答案

1


(1)
①动态博弈、完全信息的动态博弈、完全且完美信息的动态博弈(2分)
②该博弈的博弈树是:(2分)


(40,40)
克扣

老板

b
偷懒

不克扣
(100,
-
20)
工人

a
(-10,110)
克扣

老板
不偷懒

c
不克扣

(50,50)


③用以下两种方法可求出该博弈的所有Nash均衡(16分)
方法1:该博弈共有2×(2 ×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排除
确定法求出该博弈的Nash均衡 (偷懒,{克扣,克扣})



(40,40)(40,40)


(100,-20)(100,-20)

(-10,110)(-10,110)

(50,50)(50,50)


(偷懒,{克扣,克扣})对局(偷懒,{克扣,不克扣})对局

(40,40)

(40,40)

(100,-20)
(100,-20)

(-10,110)
(-10,110)


(50,50)
(50,50)

(偷懒,{不克扣,克扣})对局
(偷懒,{不克扣,不克扣})对局



(40,40)(40,40)


(100,-20)(100,-20)

(-10,110)(-10,110)

(50,50)(50,50)


(不偷懒,{克扣,克扣})对局
(不偷懒,{克扣,不克扣})对局



2









(40,40)
(100,-20)
(-10,110)
(50,50)
(不偷懒,{不克扣,克扣})对局
(40,40)
(100,-2 0)
(-10,110)
(50,50)
(不偷懒,{不克扣,不克扣})对局
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介 绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(偷懒,{克扣,克扣})

老板

{克扣,克扣}{克扣,不克扣}{不克扣,克扣}{不克扣,不克扣}

偷懒
40,4040,40100,-20100,-20

工人
不偷懒
-10,11050,50-10,11050,50


④博弈的结果:用倒推法(剪枝法)求得该博弈的结果是(偷懒,克扣)(4分)

(40,40)

克扣
老板


b
偷懒

不克扣
(100,
-
20)

工人

a

(-10,110)
克扣

老板
不偷懒

c


不克扣
(50,50)

(2)
①静态博弈、完全信息静态博弈 (2分)
②该博弈的支付矩阵是:(2分)
老板

克扣不克扣

40,40100,-20
偷懒

工人

50,50
不偷懒
-10,110

③用划线法可求出该博弈的Nash均衡是(偷懒,克扣) (2分)
(本题也可以用反应函数法来做)
老板
克扣不克扣
q 1-q
偷懒P
40,40
-10,110
100,-20
50,50
工人
不偷懒1-P

解:设工人、老板选择纯策略的概率如上图所示
1)求期望支付函数

3


U
工人
=40 pq+100p(1-q)-10(1-p)q+50(1-p)(1-q)
=40pq+100p-100pq-10q+10pq+50-50p-50q+50pq
=50p-60q+50

U
老板
=40pq-20p(1-q)+110 (1-p)q+50(1-p)(1-q)
=40pq-20p+20pq+110q-110pq+50-50p-50q+50pq
=60q-70p+50
2)根据期望支付函数写出反应函数
p=1 q=[0,1]
q=1 p=[0,1]
3)作图

q

(1,1)
1




0
1
p

4)图中交点(1,1)即该博弈的混合Nash均衡→(偷懒,克扣)
三、在一条狭窄的巷 子里,两个年轻人骑着自行车相向而行。每人都有两个策略,即或者选
择“冲过去”或者选择“避让”。 如果选择“避让”,不管对方采取什么策略,他得到的收益都是
0。如果其中一人采取“冲过去”的策略 ,如果对方采取“避让”,那么他得到的支付是9;如果
对方不避让,那么他得到的支付是-36。请用 反应函数法求出该博弈的全部纳什均衡。(10分)
参考答案
1、由所给条件可求得支付 矩阵(如下图);用划线法可求得这个博弈有两个纯策略Nash均衡
(避让,冲过去)、(冲过去,避 让)(2分)



避让冲过去

0 ,00,9
避让



9,0-36,-36
冲过去


2、根据支付矩阵求期望支付函数;设甲、乙选择纯策略的概率如下图所示(2分)



避让冲过去
q 1-q

0,00,9

避让P




冲过去1 -P
9,0-36,-36
u

=9(1-p)q-36(1-p)(1-q )
=9q-9pq-36+36p+36q-36pq
=-45pq+36p+45q-36

4


=-9p(5q-4)+45q-36
u

=9p(1-q)-36(1-p)(1-q)
=9p-9pq-36+36p+36q-36pq
=-45pq+36q+45p-36
=-9q(5p-4)+45p-36
3、根据期望支付函数写出反应函数(2分)
甲的反应函数
p=0 当q<0.8
p=[0,1] 当q=0.8
p=1 当q>0.8
乙的反应函数
q=0 当p<0.8
q=[0,1] 当p=0.8
q=1 当p>0.8
4、根据反应函数画反应函数曲线(2分)







q
1
0.8
q
1
0.8
q
1
0.8
0
0.8
1p
0
0.81
p
0
0.8
1
p
5、反 应曲线的交点(0,0)、(1,1)、(0.8,0.8)→该博弈的混合策略Nash均衡(2分)
四、假定甲、乙两寡头垄断的市场需求函数是Q=12-P,生产成本为零。如果两厂商都只能
要么生 产垄断产量的一半,要么生产古诺产量,证明这是一个囚犯困境型的博弈。(20分)
参考答案
1)垄断产量和垄断利润的计算(5分)
由于假定生产成本为零,所以利润π=TR-TC= TR
2
π=TR=PQ =(a-Q)Q=aQ-Q

令π′=0;即a-2Q=0 → Q=a2 →所以q

=a4,q

=a4
∵Q=12-P ∴P=a-Q=a-a2=a2
2
π

= Pq

=a2×a4=a
8
2
π

= Pq

=a2×a4=a
8
2)古诺产量和利润的计算(5分)
根据已知条件P=a-Q=a-q
1
-q
2
;c=0
所以 π

=Pq
1
=(a-q
1
-q
2
)q< br>1

π

=Pq
2
=(a-q
1
- q
2
)q
2

令π

′= a-2q
1
-q
2
=0
π

′=a-q
1
-2q
2
=0
2aa
可求得q
1
=a3 q
2
=a3 →Q=q
1
+q
2
= →P=a-Q=
33
aaa
π

=Pq
1
=
× =
339
2

5


aaa
π

=Pq
2
=
× =
339
aaaa5a
3)如果一厂商生产垄断产量的一半 ,另一方生产古诺产量 →P=a-Q=a-( + )=
434312
5aa5a
前者利润= × =
12448
5aa5a
后者利润= × =
12336
(5分)
4)上述博弈用支付矩阵来表示就是:







a4
a4

a3
2
2
2
a3
a
2
8,a
2
8
5a
2
36,5a
2
48
5a
2
48,5a
2
36a
2
9,a
2
9
垄断产量一半为a4;古诺产量为a3
1515a5a5aa
∵ =0.125, ≈0.139; ≈0.111, ≈0.104→ < , <
836948836489
aa
∴两厂商垄断产量的一半 都是相对于古诺产量 的严格劣势策略;所以该博弈唯一的Nash
43
aaa
均衡, 也是严格优势策略均衡,是( , ),这个Nash均衡的双方的支付 ,显然不如双方都
339
aa
采用 的支付 ,因此这个博弈是一个囚徒困境型的博弈
48
(5分)
五、考虑下述两个人玩的称为“力争上游”的卡片游戏:桌子上,面朝 下放着3张卡片,分
别写着1、2和3,甲先拿一张卡片,然后乙拿一张卡片,他们相互看不到对方写着 的数字(但每
人都清楚自己手上拿着的卡片上的数字)。现在,甲先动,他可以选择是否和乙交换卡片, 如果甲
选择交换,乙必须和他交换;然后乙行动,他可以选择是否和桌面上剩余的那张卡片交换。这一< br>切做完之后,手上卡片数字小的人,输给手上卡片数字大的人1根火柴。试把这个游戏表达为序
贯 博弈,并求出Nash均衡和博弈的结果。(20分)
参考答案:该博弈可分为6种情况(1、2各给4分,3、4、5、6各给3分)
1、甲取到3,乙取到1
⑴该博弈的博弈树是:
(1,2)






(1,3)
不换



(3,2)
不换



不换
(3,1)
⑵求该博弈的Nash均衡
方法1:该博弈共有2×(2× 2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排
除确定法求出该博弈的Nash均衡
2
2
2222

6








































不换

(1,2)
( 1,3)
(3,2)
(3,1)




不换
(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不 换


不换
不换
(换,{换,换})对局



不换

(换,{换,不换})对局

不换

(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)



(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不换


不换
不换
(换,{不换,换})对局
(换,{不换,不 换})对局




不换

(1,2)
( 1,3)
(3,2)
(3,1)




不换
(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不 换

不换

不换
(不换,{换,换})对局

甲< br>换

不换

(不换,{换,不换})对局




不换

(1,2)
(1,3)
(3,2)
( 3,1)
(1,2)
(1,3)
(3,2)
(3,1)
不换
不换


不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{ 不换,不换})对局
8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(不换,{换,换})和(不换 ,{不换,换});
博弈的结果是(不换,换)
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成 矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash 均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,
换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



1,21,21,31,3


不换
3,23,13,23,1


7


⑶ 该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(3,2),
乙 输甲1根火柴。


(1,2)








(1,3)
不换


(3,2)
不换



不换

(3,1)


2、甲取到3,乙取到2
⑴该博弈的博弈树是:

(2,1)






(2,3)
不换



(3,1)
不换


不换

(3,2)


⑵求该博弈的Nash均衡
方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合; 用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头排
除确定法求出该博弈的Nash均衡


(2,1)
(2,1)









(2,3)
不换
(2,3)
不换



(3,1)
(3,1)
不换
不换



不换
不换

(3,2)
(3,2)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局

(2,1)
(2,1)









(2,3)
不换
(2,3)
不换



(3,1)
(3,1)
不换
不换



不换
不换

(3,2)
(3,2)

(换,{不换,不换})对局
(换,{不换,换})对局



8























不换

(2,1)
(2,3)< br>(3,1)
(3,2)




不换
(2,1)
(2,3)
(3,1)
(3,2)
不换
不换

不换

不换
(不换,{换,换})对局
(不换,{换,不换})对 局




不换

(2,1)
(2,3)
(3,1)
(3,2)




不换
换< br>(2,1)
(2,3)
(3,1)
(3,2)
不换
不换


不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{不换,不换 })对局
8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(不换,{换,不换})和(不换,{不换 ,换});
博弈的结果是(不换,不换)
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵 式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡 是(不换,{换,换})和(不换,{不换,
不换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



2,12,12,32,3


不换
3,13,23,13,2


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(不换,不换),得到的支付是
(3,2),乙输甲1根火柴。


(2,1)








(2,3)
不换



(3,1)
不换



不换
(3,2)



3、甲取到2,乙取到1
⑴该博弈的博弈树是:



9














不换

(1,3)
(1,2)
(2,3)
(2, 1)
不换

不换
⑵求该博弈的Nash均衡
方法1:该博弈共有2 ×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头
排除确定法求出该博弈的Nas h均衡
(1,3)
(1,3)










( 1,2)
不换
(1,2)
不换



(2,3)
(2,3)

不换
不换



不换
不换
(2,1)
(2,1)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


(1,3)
(1,3)









(1,2)
不换
(1,2)
不换


(2,3)
(2,3)

不换
不换



不换
不换
(2,1)
(2,1)

(换,{不换,不换})对局
(换,{不换,换})对局



(1,3)
(1,3)










(1,2)
不换
(1,2)
不换



(2,3)
(2,3)
不换
不换



不换
不换

(2,1)
(2,1)
(不换,{换,不换})对局

(不换,{换,换})对局



(1,3)
(1,3)









(1,2)
不换
(1,2)
不换



(2,3)
(2,3)
不换
不换



不换
不换

(2,1)
(2,1)

(不换,{不换,不换})对局
(不换,{不换,换})对局


10


8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(不换,{换,换} )和(不换,{不换,换});
博弈的结果是(不换,换)
方法2:把用博弈树表示的序贯 博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博 弈的Nash均衡是(不换,{换,换})和(不换,{不换,
换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



1,31,31,21,2


不换
2,32,12,32,1


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(不换,换),得到的支付是(2,3),
甲输乙1根火柴。


(1,3)







(1,2)
不换



(2,3)
不换



不换

(2,1)


4、甲取到2,乙取到3
⑴该博弈的博弈树是:

(3,1)







(3,2)
不换


(2,1)
不换



不换
(2,3)


⑵求该博弈的Nash均衡
方法1: 该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头
排除确定法求出该 博弈的Nash均衡


(3,1)
(3,1)









(3,2)

不换
(3,2)
不换



(2,1)
(2,1)
不换
不换



不换
不换
(2,3)

(2,3)
(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


11































不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)



不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)
不换
不换


不换
(2,3)
(换, {不换,换})对局
(2,3)
(换,{不换,不换})对局
不换




不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)< br>(2,3)




不换

(3,1)(3,2)
(2,1)
(2,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{换,换})对局
(不换,{换,不换})对局




不换

(3,1)
(3,2)
(2,1)
(2,3)




不换

(3,1)< br>(3,2)
(2,1)
(2,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{不换,不换})对局
8 张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(换,{不换,换})和(换,{不换,不换});
博弈的结果是(换,不换)
方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈( 正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(换,{不换 ,换})和(换,{不换,不
换})


{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



3,13,13,23,2


不换
2,12,32,12,3


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(换,不换),得到的支付是(3,2),
乙输甲1根火柴。

(3,1)







(3,2)
不换




(2,1)
不换



不换
(2,3)

12


5、甲取到1,乙取到2
⑴该博弈的博弈树是:












不换

(2,3)
( 2,1)
(1,3)
(1,2)
不换

不换
⑵求该博弈的N ash均衡
方法1:该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用 箭头
排除确定法求出该博弈的Nash均衡

(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)
(1,3)

不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)

(1,3)
不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(换,{不换,不换})对局
(换,{不换,换})对局


(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)
(1,3)

不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(不换,{换,不换})对局
(不换,{换,换})对局


(2,3)
(2,3)









(2,1)
不换
(2,1)
不换


(1,3)
(1,3)

不换
不换



不换
不换
(1,2)
(1,2)

(换,{不换,换})对局
(换,{不换,不换})对局

13

< p>
8张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})

方法2:把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换 })



{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}



2,32,32,12,1


不换
1,31,21,31,2


⑶该博弈的结果:用倒推法(剪 枝法)可求得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(2,3),
甲输乙1根火柴。


(2,3)






(2,1)
不换



(1,3)

不换



不换

(1,2)


6、甲取到1,乙取到3
⑴该博弈的博弈树是:


(3,2)






(3,1)
不换


(1,2)
不换



不换
(1,3)


⑵求该博弈的Nash均衡
方法1: 该博弈共有2×(2×2)=8个策略组合;用粗线表示法表述8个策略组合;用箭头
排除确定法求出该 博弈的Nash均衡

(3,2)
(3,2)










(3,1)< br>不换
(3,1)
不换



(1,2)
(1,2)

不换
不换



不换
不换
(1,3)
(1,3)

(换,{换,不换})对局
(换,{换,换})对局


14
































不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)



不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)
不换
不换


不换
(1,3)
(换, {不换,换})对局
(1,3)
(换,{不换,不换})对局
不换




不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)< br>(1,3)




不换

(3,2)(3,1)
(1,2)
(1,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{换,换})对局
(不换,{换,不换})对局




不换

(3,2)
(3,1)
(1,2)
(1,3)




不换

(3,2)< br>(3,1)
(1,2)
(1,3)
不换
不换

不换
不换
(不换,{不换,换})对局
(不换,{不换,不换})对局
8 张图中没有箭号的只有两张,所以Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})
方法2 :把用博弈树表示的序贯博弈,转换成矩阵式表示的博弈(正规型表示的博弈),然后
用§2介绍的划线 法求Nash均衡。该博弈的Nash均衡是(换,{换,换})和(换,{换,不换})



{换,换}{换,不换}{不换,换}{不换,不换}


3,23,23,13,1



不换
1,21,31,21,3

⑶该博弈的结果:用倒推法(剪枝法)可求 得该博弈的结果是(换,换),得到的支付是(3,2),
乙输甲1根火柴。

(3,2)






(3,1)
不换






(1,2)
不换


不换

(1,3)

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