Csercsik Dávid ITK PPKE. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 1 / 21



Hasonló dokumentumok
Kooperatív játékok. Solymosi Tamás május 31. (elektronikus jegyzet)

N-személyes játékok. Bársony Alex

Alkuegyensúlyok és stabil halmazok

Regressziós játékok. Pintér Miklós. XXVII. OPKUT Konferencia 2007, június 7-9. Balatonöszöd. Budapesti Corvinus Egyetem Matematika Tanszék

Kooperatív játékelmélet

Csercsik Dávid ITK PPKE. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 5. ea 1 / 40

Rasmusen, Eric: Games and Information (Third Edition, Blackwell, 2001)

4.2. Tétel: Legyen gyenge rendezés az X halmazon. Legyen továbbá B X, amelyre

Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

4. Fuzzy relációk. Gépi intelligencia I. Fodor János NIMGI1MIEM BMF NIK IMRI

JÁTÉKELMÉLETTEL KAPCSOLATOS FELADATOK

1. előadás: Halmazelmélet, számfogalom, teljes

RE 1. Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

Halmaz: alapfogalom, bizonyos elemek (matematikai objektumok) Egy halmaz akkor adott, ha minden objektumról eldönthető, hogy

A relációelmélet alapjai

Diszkrét matematika I.

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

4. Fogyasztói preferenciák elmélete

Költségelosztási modellek

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

A valós számok halmaza

10. előadás. Konvex halmazok

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

1. Mondjon legalább három példát predikátumra. 4. Mikor van egy változó egy kvantor hatáskörében?

HALMAZELMÉLET feladatsor 1.

17. előadás: Vektorok a térben

Az R halmazt a valós számok halmazának nevezzük, ha teljesíti az alábbi 3 axiómacsoport axiómáit.

Kooperatív játékelmélet alkalmazása nem teljes szerződésekben

2014. szeptember 24. és 26. Dr. Vincze Szilvia

A fontosabb definíciók

Sztenderd fix-fa kooperatív játékok és alkalmazásuk a vízgazdálkodásban

Trigonometria Megoldások. 1) Oldja meg a következő egyenletet a valós számok halmazán! (12 pont) Megoldás:

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

Csercsik Dávid ITK PPKE. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 2. ea 1 / 31

Lexikografikus allokációk a hozzárendelési játékokban

Feladatok, amelyek gráfokkal oldhatók meg 1) A königsbergi hidak problémája (Euler-féle probléma) a

Analízis I. Vizsgatételsor

Itt és a továbbiakban a számhalmazokra az alábbi jelöléseket használjuk:

Sorozatok I. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Opkut deníciók és tételek

2. Logika gyakorlat Függvények és a teljes indukció

Analízis I. beugró vizsgakérdések

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Trigonometria

A sorozat fogalma. függvényeket sorozatoknak nevezzük. Amennyiben az értékkészlet. az értékkészlet a komplex számok halmaza, akkor komplex

Matematika A1a Analízis

További forgalomirányítási és szervezési játékok. 1. Nematomi forgalomirányítási játék

3. Fuzzy aritmetika. Gépi intelligencia I. Fodor János NIMGI1MIEM BMF NIK IMRI

Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 2. ea

ALAPFOGALMAK 1. A reláció az program programfüggvénye, ha. Azt mondjuk, hogy az feladat szigorúbb, mint az feladat, ha

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév 2. forduló haladók II. kategória

út hosszát. Ha a két várost nem köti össze út, akkor legyen c ij = W, ahol W már az előzőekben is alkalmazott megfelelően nagy szám.

Algoritmuselmélet. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 13.

Gráfelmélet/Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. 3. Előadás

Döntési rendszerek I.

1000 forintos adósságunkat, de csak 600 forintunk van. Egyetlen lehetőségünk, hogy a

A matematika nyelvéről bevezetés

Y ÉS OPTIMUM EGYENSÚL

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Mikor van egy változó egy kvantor hatáskörében? Milyen tulajdonságokkal rendelkezik a,,részhalmaz fogalom?

Bevezetés a számításelméletbe (MS1 BS)

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

Optimalizálási eljárások GYAKORLAT, MSc hallgatók számára. Analízis R d -ben

A következő feladat célja az, hogy egyszerű módon konstruáljunk Poisson folyamatokat.

1. Házi feladat. Határidő: I. Legyen f : R R, f(x) = x 2, valamint. d : R + 0 R+ 0

MIKROÖKONÓMIA I. Készítette: K hegyi Gergely és Horn Dániel. Szakmai felel s: K hegyi Gergely június

Függvények határértéke, folytonossága FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, SZÉLSŐÉRTÉK FELADATOK MEGOLDÁSA

Matematika B/1. Tartalomjegyzék. 1. Célkit zések. 2. Általános követelmények. 3. Rövid leírás. 4. Oktatási módszer. Biró Zsolt. 1.

A Shapley-megoldás airport játékokon

1. Legyen egy háromszög három oldalának a hossza a, b, c. Bizonyítsuk be, hogy Mikor állhat fenn egyenlőség? Kántor Sándorné, Debrecen

Térinformatikai algoritmusok Elemi algoritmusok

XXIV. NEMZETKÖZI MAGYAR MATEMATIKAVERSENY Szabadka, április 8-12.

Alap fatranszformátorok II

Diszkrét matematika 2.

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Optimalitáselmélet és analógia: tényleg kiengesztelhetetlen ellentét?

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

1. tétel Halmazok és halmazok számossága. Halmazműveletek és logikai műveletek kapcsolata.

Döntési rendszerek I.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

I. BESZÁLLÍTÓI TELJESÍTMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE

Térinformatikai algoritmusok Elemi algoritmusok

Oktatási Hivatal. 1 pont. A feltételek alapján felírhatók az. összevonás után az. 1 pont

Leképezések. Leképezések tulajdonságai. Számosságok.

Dr. Vincze Szilvia;

Optimalizálás alapfeladata Legmeredekebb lejtő Lagrange függvény Log-barrier módszer Büntetőfüggvény módszer 2017/

Konvex optimalizálás feladatok

Sorozatok, sorok, függvények határértéke és folytonossága Leindler Schipp - Analízis I. könyve + jegyzetek, kidolgozások alapján

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Függvények Megoldások

Miért fontos számunkra az előző gyakorlaton tárgyalt lineáris algebrai ismeretek

Mikroökonómia I. B. ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszék. 12. hét STRATÉGIAI VISELKEDÉS ELEMZÉSE JÁTÉKELMÉLET

Matematikai logika és halmazelmélet

Antal Ádám. Választási játékok

Markov-láncok stacionárius eloszlása

Klasszikus algebra előadás. Waldhauser Tamás április 14.

Analízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév

Relációs struktúrák Relációs elméletek Modális elméletek Gyakorlás Modellezés Házifeladatok MODÁLIS LOGIKAI ALAPOK

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

Átírás:

Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea Csercsik Dávid ITK PPKE Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 1 / 21

1 Nash bargaining 2 Kooperatív játékok TU CFF játékok tulajdonságai A mag Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 2 / 21

Nash bargaining Nash - bargaining (alku) példa Bill s goods Utility to Bill utility to Jack book 2 4 whip 2 2 ball 2 1 bat 2 2 box 4 1 Jack s goods pen 10 1 toy 4 1 knife 6 2 hat 2 2 Bargaining situation: Maximalizáljuk a hasznosságváltozások szorzatát: Bill Jack-nek adja: book, whip, ball, bat B:-8, J: +9 Jack Bill-nek adja: pen, toy, knife J:-4 B: +20 B: +12, J: +5 60 Ha pl. a labdát nem: B: +14 J: +5 56 Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 3 / 21

Kooperatív játékelmélet Átváltható hasznosságú (TU) játékok Adott n játékos, akik összefoghatnak egymással. Az a játékoscsoport, amely együtt cselekszik ún. koaĺıciót alkot. Különböző koaĺıciók különböző hasznossági szintet érhetnek el. A koaĺıciók hasznossága egymással összehasonĺıtható. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 4 / 21

Koaĺıció alakítás Kooperatív játékok Példa a, b, c és d játszanak 16 féle képpen alakíthatnak koaĺıciót. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 5 / 21

Koaĺıció alakítás Kooperatív játékok Példa a, b, c és d játszanak 16 féle képpen alakíthatnak koaĺıciót. Lehetséges koaĺıciók {a, b} {a} {a, c} {a, b, c} üres halmaz {b} {a, d} {a, b, d} nagykoaĺıció { } {c} {b, c} {a, c, d} {a, b, c, d} {d} {b, d} {b, c, d} {c, d} Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 5 / 21

Koaĺıció alakítás Példa a, b, c és d játszanak 16 féle képpen alakíthatnak koaĺıciót. Lehetséges koaĺıciók {a, b} {a} {a, c} {a, b, c} üres halmaz {b} {a, d} {a, b, d} nagykoaĺıció { } {c} {b, c} {a, c, d} {a, b, c, d} {d} {b, d} {b, c, d} {c, d} Megfigyelés Egy n-fős játékban 2 n a lehetséges koaĺıciók száma. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 5 / 21

Átváltható hasznosságú játékok definíciója Matematikai megközeĺıtés Egy kooperatív játék karakterisztikus függvény formában egy rendezett pár (N, v) amely áll egy játékoshalmazból N = {1, 2,..., n} és egy karakterisztikus függvényből v : 2 N R ahol v( ) = 0. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 6 / 21

Átváltható hasznosságú játékok definíciója Matematikai megközeĺıtés Egy kooperatív játék karakterisztikus függvény formában egy rendezett pár (N, v) amely áll Koaĺıciók egy játékoshalmazból N = {1, 2,..., n} és egy karakterisztikus függvényből v : 2 N R ahol v( ) = 0. A v(s) számon az S koaĺıció értékét értjük. Ezt az S koaĺıció minden külső segítség nélkül el tudja érni. A v(n) szám mutatja tehát a játékosok által elérhető összhasznosságot. Ez a torta amit a résztvevők között igazságságosan szét kell osztani. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 6 / 21

Egyszerű szavazási játék Kooperatív játékok Példa Legyen N egy parlament képviselőinek a halmaza. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 7 / 21

Egyszerű szavazási játék Kooperatív játékok Példa Legyen N egy parlament képviselőinek a halmaza. Többségi szavazás Legyen S N egy képviselőcsoport ekkor v(s) = 1 ha S > N 2 máskülönben v(s) = 0 Kérdés Mekkora hatalommal bír egy képviselő? Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 7 / 21

Súlyozott szavazási játék Példa A Miniszterek Tanácsa az EU egyik legfontosabb döntési szerve. Az 1958-72 periódusban a következő szavazási rendszer volt érvényben: Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 8 / 21

Súlyozott szavazási játék Példa A Miniszterek Tanácsa az EU egyik legfontosabb döntési szerve. Az 1958-72 periódusban a következő szavazási rendszer volt érvényben: Ország Súly Németország 4 Olaszország 4 Franciaország 4 Hollandia 2 Belgium 2 Luxemburg 1 Kvóta 12 Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 8 / 21

Súlyozott szavazási játék Banzhaf-index Egy koaĺıció akkor döntőképes, ha a súlya legalább 12. A Banzhaf index kiszámolásához feĺırjuk az összes lehetséges koaĺıciót, majd megvizsgáljuk, hogy egy játékos kilépésével döntőképes marad-e. Egy játékos befolyását úgy kapjuk meg, hogy megszámoljuk, hogy hányszor volt kritikus, majd elosztjuk azzal, hogy az összes játékos összesen hányszor volt kritikus. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 9 / 21

Súlyozott szavazási játék Banzhaf-index A döntőképes koaĺıciók (piros színben a kritikus játékosok): Koaĺıció Összsúly Koaĺıció Összsúly NOHB 12 NOFH 14 NFHB 12 NOFB 14 OFHB 12 NOFL 13 NOHBL 13 NOFHB 16 NFHBL 13 NOFHL 15 OFHBL 13 NOFBL 15 NOF 12 NOFHBL 17 Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 10 / 21

Súlyozott szavazási játék Banzhaf-index Összesen 42 alkalommal volt kritikus egy játékos, ebből Németország 10-szer. Azaz Németország befolyása 10 42 = 0.238. A kapott Banzhaf-indexeket a következő táblázat összegzi. Ország Súly β i Németország 4 0.238 Olaszország 4 0.238 Franciaország 4 0.238 Hollandia 2 0.142 Belgium 2 0.142 Luxemburg 1 0 Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 11 / 21

Stratégiailag ekvivalens játékok A játékosok hasznosság-mérési skálájának kezdőpontja és skálaegysége is tetszőleges. Ha az U fv. reprezentálja egy játékos preferenciáit, akkor az αu + β is alkalmas a reprezentációra. Definíció Az (N, v) játék stratégiailag ekvivalens az (N, w) játékkal ha léteznek olyan α > 0 és β 1,..., β n R számok, hogy w(s) = αv(s) + i S β i S N Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 12 / 21

TU CFF játékok tulajdonságai TU CFF játékok tulajdonságai Az (N, v) játék Definíció Additív, ha v(s) = i S v({i}) S N Szuperadditív, ha v(s) + v(t ) v(s T ) áll fenn olyan S, T N -re, amelyre S T = Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 13 / 21

TU CFF játékok tulajdonságai TU CFF játékok tulajdonságai Az (N, v) játék Definíció Additív, ha v(s) = i S v({i}) S N Szuperadditív, ha v(s) + v(t ) v(s T ) áll fenn olyan S, T N -re, amelyre S T = Definíció Monoton, ha S T v(s) v(t ) S, T N 0-monoton, ha S T v(s) + i T \S v({i}) v(t ) S, T N Szimmetrikus, ha S = T v(s) = v(t ) S, T N Egyszerű, ha v(n) = 1 és v(s) {0, 1} S N Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 13 / 21

TU CFF játékok tulajdonságai TU CFF játékok tulajdonságai II Az (N, v) játék Definíció Konvex, ha v(s) + v(t ) v(s T ) + v(s T ) S, T N Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 14 / 21

TU CFF játékok tulajdonságai TU CFF játékok tulajdonságai II Az (N, v) játék Definíció Álĺıtások: Konvex, ha v(s) + v(t ) v(s T ) + v(s T ) S, T N A konvex játékok halmaza zárt a stratégiai ekvivalenciára nézve (egy konv. játékkal strat ekv. minden játék is konv.). v pontosan akkor konvex, ha v(q {i}) v(q) v(r {i}) v(r) teljesül minden i N-re és Q R N \ {i}-re. v additív v konvex v szuperadditív, de az implikációk nem megfordíthatóak Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 14 / 21

TU CFF játékok tulajdonságai Bizonyítás Álĺıtás 2 bizonyítása irány S := Q {i} T := R S T := R {i} S T := Q Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 15 / 21

TU CFF játékok tulajdonságai Bizonyítás II Álĺıtás 2 bizonyítása irány Legyen S \ T = {i 1, i 2,..., i s }, ekkor v((s T ) i 1 ) v(s T ) v(t i 1 ) v(t ) v((s T ) i 1 i 2 ) v((s T ) i 1 ) v(t i 1 i 2 ) v(t i 1 ). v(s) v((s T ) i 1 i s 1 ) v(s T ) v(t i 1 i s 1 ) egyenlőtlenségeket összeadva kapjuk az kívánt összefüggést. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 16 / 21

Kifizetések Kooperatív játékok TU CFF játékok tulajdonságai Azt mondjuk hogy az (N, v) játékban az x = (x 1,..., x n ) kifizetés-vektor elérhető az S koaĺıció számára, ha i S x i v(s) elfogadható az S koaĺıció számára, ha i S x i v(s) előnyösebb S számára mint az y = (y 1,..., y n ) kifizetés vektor, ha minden tagja számára határozottan jobb, azaz x i > y i i S Az S koaĺıción keresztül dominálja az y = (y 1,..., y n ) kifizetés vektort, ha S számára x elérhető, és előnyösebb mint y (jelölés: xdom S y) Nem dominált az S koaĺıción keresztül, ha nincs olyan az S számára elérhető z kifizetés vektor, amire zdom S x dominálja az y = (y 1,..., y n ) kifizetés vektort ha S xdom S y (jelölés: xdomy) nem dominált ha egyetlen S koaĺıción keresztül sem dominált. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 17 / 21

Kifizetések II Kooperatív játékok TU CFF játékok tulajdonságai Álĺıtások Az x R n kifizetés-vektor pontosan akkor elfogadható az S koaĺıció számára, ha x S-en keresztül nem dominált. S N esetén a dom S egy szigorú parciális rendezés (azaz aszimmetrikus és tranzitív) a kifizetés-vektorok R n halmazán A dom reláció mindig irreflexív, de még egy szupaeradditív játékban sem feltétlenül aszimmetrikus vagy tranzitív. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 18 / 21

Kifizetések III Kooperatív játékok TU CFF játékok tulajdonságai Azt mondjuk hogy az (N, v) játékban az x = (x 1,..., x n ) kifizetés-vektor szétosztás ha i N x i = v(n) (N számára elfogadható és elérhető) elosztás ha i N x i = v(n) és x i > v({i}) i N (individual rationality) mag-elosztás Ha i N x i = v(n) és i S x i v(s) S N (group rationality) Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 19 / 21

A mag (The Core) Kooperatív játékok A mag Egyéni és csoportos racionalitás: x i v(s) i S S N pl. (v(1) = v(2) = v(3) = 0): x(1) 0, x(2) 0, x(1) 0 x(12) v(12), x(23) v(23), x(13) v(13) x(123) v(123) x(1) + x(2) + x(3) = v(123) Ha pl. v(12) = 90, v(13) = 80, v(23) = 70, v(123) = 135, a mag (az (123) koaĺıcióra nézve) a kifizetések terében egy háromszög az alábbi csúcsokkal: (66,55,15), (65,25,45), (35,55,45). Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 20 / 21

A mag A mag LP Definíció Az e {0, 1} N vektorra azt mondjuk hogy az S N koaĺıció tagsági vektora, ha i S esetén e S i = 1 i / S esetén pedig e S i = 0 Adott (N, v) játék esetén tekintsük a következő LP-t: min e N x e S x v(s) S N x R A mag (ha nem üres) mindig egy hipersíkokkal határolt poliéder a kifizetések terében. Csercsik Dávid (ITK PPKE) Játékelmélet és hálózati alkalmazásai 4. ea 21 / 21