Решить графически игровые задачи:
5.
Рассмотрим игру двух лиц, интересы которых противоположны. Такие игры называют антагонистическими играми двух лиц. В этом случае выигрыш одного игрока равен проигрышу второго, и можно описать только одного из игроков.
Предполагается, что каждый игрок может выбрать только одно из конечного множества своих действий. Выбор действия называют выбором стратегии игрока.
Если каждый из игроков выбрал свою стратегию, то эту пару стратегий называют ситуацией игры. Следует заметить, каждый игрок знает, какую стратегию выбрал его противник, т.е. имеет полную информацию о результате выбора противника.
Чистой стратегией игрока I является выбор одной из n строк матрицы выигрышей А, а чистой стратегией игрока II является выбор одного из столбцов этой же матрицы.
1. Проверяем, имеет ли платежная матрица седловую точку. Если да, то выписываем решение игры в чистых стратегиях.
Считаем, что игрок I выбирает свою стратегию так, чтобы получить максимальный свой выигрыш, а игрок II выбирает свою стратегию так, чтобы минимизировать выигрыш игрока I.
Игроки B1 B2 a = min(Ai)
A1 3 -2 -2
A2 0 5 0
b = max(Bi) 3 5
Находим гарантированный выигрыш, определяемый нижней ценой игры a = max(ai) = 0, которая указывает на максимальную чистую стратегию A2.
Верхняя цена игры b = min(bj) = 3.
Что свидетельствует об отсутствии седловой точки, так как a ≠ b, тогда цена игры находится в пределах 0 ≤ y ≤ 3. Находим решение игры в смешанных стратегиях. Объясняется это тем, что игроки не могут объявить противнику свои чистые стратегии: им следует скрывать свои действия. Игру можно решить, если позволить игрокам выбирать свои стратегии случайным образом (смешивать чистые стратегии).
Так как игроки выбирают свои чистые стратегии случайным образом, то выигрыш игрока I будет случайной величиной. В этом случае игрок I должен выбрать свои смешанные стратегии так, чтобы получить максимальный средний выигрыш.
Аналогично, игрок II должен выбрать свои смешанные стратегии так, чтобы минимизировать математическое ожидание игрока I.
3. Находим решение игры в смешанных стратегиях.
Решим задачу геометрическим методом, который включает в себя следующие этапы:
1. В декартовой системе координат по оси абсцисс откладывается отрезок, длина которого равна 1. Левый конец отрезка (точка х = 0) соответствует стратегии A1, правый – стратегии A2 (x = 1). Промежуточные точки х соответствуют вероятностям некоторых смешанных стратегий S1 = (p1,p2).
2. На левой оси ординат откладываются выигрыши стратегии A1. На линии, параллельной оси ординат, из точки 1 откладываются выигрыши стратегии A2.
Решение игры (2 x 2) проводим с позиции игрока A, придерживающегося максиминной стратегии. Доминирующихся и дублирующих стратегий ни у одного из игроков нет.
Выделяем нижнюю границу выигрыша B1NB2. Максиминной оптимальной стратегии игрока A соответствует точка N, лежащая на пересечении прямых B1B1 и B2B2, для которых можно записать следующую систему уравнений:
y = 3 + (0 – 3)p2
y = -2 + (5 – (-2))p2
Откуда
p1 = 1/2
p2 = 1/2
Цена игры, y = 3/2
Теперь можно найти минимаксную стратегию игрока B, записав соответствующую систему уравнений
3q1-2q2 = y
5q2 = y
q1+q2 = 1
или
3q1-2q2 = 3/2
5q2 = 3/2
q1+q2 = 1
Решая эту систему, находим:
q1 = 7/10.
q2 = 3/10.
Также решение можно найти по следующим формулам:
Решение:
Цена игры: y = 3/2, векторы стратегии игроков:
Q(7/10, 3/10), P(1/2, 1/2)
4. Проверим правильность решения игры с помощью критерия оптимальности стратегии.
∑aijqj ≤ v
∑aijpi ≥ v
M(P1;Q) = (3*7/10) + (-2*3/10) = 1.5 = v
M(P2;Q) = (0*7/10) + (5*3/10) = 1.5 = v
M(P;Q1) = (3*1/2) + (0*1/2) = 1.5 = v
M(P;Q2) = (-2*1/2) + (5*1/2) = 1.5 = v
Все неравенства выполняются как равенства или строгие неравенства, следовательно, решение игры найдено верно.
