《经济博弈论》课件

经济博弈论欢迎来到经济博弈论的世界！本课程将带您深入了解博弈论的核心概念、经典模型以及在经济、政治、生物、计算机科学等领域的广泛应用通过本课程，您将掌握分析策略互动、预测博弈结果以及设计有效机制的工具，从而提升您的决策能力和战略思维课程简介博弈论的魅力策略思维应用广泛决策利器博弈论不仅仅是一种理论，更是一种策博弈论的应用领域非常广泛，涵盖经济掌握博弈论，您将拥有更强大的决策能略思维方式它教会我们如何在竞争与学、政治学、生物学、计算机科学等多力无论是个人决策还是组织决策，博合作中做出最优决策，考虑他人的行为个领域无论是企业竞争、国际关系，弈论都能帮助您分析各种可能性，评估和反应，从而在复杂的互动关系中取得还是生物进化、人工智能，博弈论都能不同策略的风险与收益，从而做出更明优势提供深刻的洞见智的选择什么是博弈？定义与基本要素定义1博弈是指多个参与者之间存在策略互动，每个参与者的收益不仅取决于自己的行动，还取决于其他参与者的行动这种相互依赖的关系是博弈的核心特征参与者2参与者是指在博弈中做出决策的个体或组织每个参与者都有自己的目标和偏好，他们的行为会影响博弈的结果策略3策略是指参与者在博弈中可能采取的行动方案每个参与者都有一个策略空间，其中包含所有可能的策略选择收益4收益是指参与者在博弈结束后获得的效用或报酬每个参与者的收益取决于所有参与者选择的策略组合博弈的分类合作博弈非合作博弈vs.合作博弈非合作博弈在合作博弈中，参与者可以达成具有约束力的协议，共同选择策在非合作博弈中，参与者无法达成具有约束力的协议，只能独立略以最大化集体收益合作博弈关注联盟的形成、收益的分配以选择策略以最大化个人收益非合作博弈关注个体行为、策略互及合作的稳定性经典的合作博弈模型包括夏普利值、核心等动以及均衡的达成纳什均衡是非合作博弈中最核心的概念完全信息博弈不完全信息博弈vs.完全信息博弈不完全信息博弈在完全信息博弈中，所有参与者都了解博弈的所有信息，包在不完全信息博弈中，至少有一个参与者不了解博弈的某些括参与者的数量、策略空间、收益函数以及其他参与者的理信息，例如其他参与者的类型、偏好或策略空间拍卖就是性程度国际象棋就是一个典型的完全信息博弈一个典型的不完全信息博弈，参与者不了解其他竞拍者的估值静态博弈动态博弈vs.静态博弈动态博弈在静态博弈中，所有参与者同时选择策略，或者虽然不是同时选在动态博弈中，参与者按照一定的顺序依次选择策略，后行动的择，但每个参与者在做出决策时并不知道其他参与者的选择囚参与者可以观察到先行动的参与者的选择动态博弈强调行动的徒困境就是一个典型的静态博弈先后顺序以及信息传递的影响斯塔克尔伯格模型就是一个典型的动态博弈博弈论的基本概念理性人假设理性人假设1理性人假设是博弈论的基础，它假设所有参与者都是理性的，即能够清晰地了解自己的目标和偏好，并选择能够最大化自身收益的策略虽然现实中人们的行为可能受到各种因素的影响，但理性人假设为我们分析博弈问题提供了一个有用的框架收益最大化2理性人总是追求收益最大化这意味着他们会仔细评估各种策略的预期收益，并选择能够带来最高收益的策略收益不仅包括物质利益，还包括精神满足感等非物质因素完全信息3理性人假设通常还假设参与者拥有完全信息，即了解博弈的所有相关信息当然，在不完全信息博弈中，理性人也会尽力收集信息，以做出更明智的决策信息与策略策略空间的构建策略空间策略空间是指参与者在博弈中所有可能的策略选择的集合构建策略空间是分析博弈问题的关键步骤策略空间的大小和结构会直接影响博弈的结果信息结构信息结构是指参与者在博弈中拥有的信息量以及信息的分布情况信息结构对策略选择和均衡的达成具有重要影响不完全信息博弈中，参与者需要根据自己的信息进行推断和预测策略选择在构建了策略空间并了解了信息结构后，参与者需要选择最优策略以最大化自身收益策略选择需要考虑其他参与者的行为和反应，以及博弈的规则和约束策略式博弈定义与表达要素策略式博弈包含三个基本要素参与者集合、策略空间以及收益函数参与者2集合描述了博弈的参与者；策略空间描定义述了每个参与者的策略选择；收益函数策略式博弈（），也称Strategic Game描述了每个参与者的收益与策略组合之1为正规式博弈，是一种描述静态博弈的间的关系模型在策略式博弈中，所有参与者同时选择策略，每个参与者的收益取决于表达所有参与者选择的策略组合策略式博弈可以用矩阵或函数的形式表3达矩阵形式适用于参与者和策略数量较少的博弈；函数形式适用于参与者和策略数量较多的博弈优势策略与严格优势策略严格优势策略1无论其他参与者选择什么策略，选择严格优势策略的收益总是高于选择其他任何策略优势策略2无论其他参与者选择什么策略，选择优势策略的收益总是至少不低于选择其他任何策略策略3参与者在博弈中可以采取的行动方案优势策略和严格优势策略是博弈论中重要的概念，它们可以帮助我们简化博弈分析，找到博弈的均衡结果如果一个参与者存在严格优势策略，那么他一定会选择该策略如果所有参与者都存在严格优势策略，那么博弈的均衡结果就是所有参与者都选择自己的严格优势策略重复剔除优势策略均衡均衡结果1重复剔除2优势策略3重复剔除优势策略均衡是一种寻找博弈均衡的方法该方法首先剔除所有参与者的劣势策略，然后在剩余的策略空间中再次剔除劣势策略，重复这个过程，直到无法再剔除任何劣势策略为止最终剩下的策略组合就是重复剔除优势策略均衡纳什均衡定义与寻找纳什均衡其他均衡纳什均衡是博弈论中最核心的概念之一它描述了一种稳定的策略组合，在这种策略组合中，任何一个参与者单独改变自己的策略都无法提高自己的收益换句话说，纳什均衡是一种所有参与者都选择了最优策略的策略组合纳什均衡的存在性定理约翰·纳什定理约翰·纳什是纳什均衡的提出者，他因在博弈论方面的杰出贡献而获得纳什均衡存在性定理指出，在满足一定条件下，博弈一定存在纳什均了诺贝尔经济学奖纳什均衡的存在性定理是博弈论的基石衡这些条件包括参与者数量有限、策略空间有限以及收益函数连续等纳什均衡的存在性定理保证了我们在分析博弈问题时，可以找到至少一个稳定的策略组合这为我们预测博弈结果提供了理论基础混合策略纳什均衡纯策略混合策略在纯策略中，参与者选择一个确定的策略例如，在石头剪刀布在混合策略中，参与者以一定的概率随机选择不同的策略例如游戏中，选择石头就是一个纯策略，在石头剪刀布游戏中，以1/3的概率选择石头、剪刀和布就是一个混合策略混合策略纳什均衡是指参与者选择混合策略的纳什均衡在某些博弈中，可能不存在纯策略纳什均衡，但一定存在混合策略纳什均衡石头剪刀布游戏就是一个典型的例子古诺模型寡头垄断竞争参与者两个或多个寡头企业策略企业选择产量目标最大化企业利润古诺模型是描述寡头垄断竞争的经典模型在该模型中，多个企业生产同质产品，并同时选择产量市场价格由总产量决定，企业的目标是最大化自身利润古诺模型可以帮助我们理解寡头垄断市场的竞争dynamics伯特兰模型价格竞争参与者策略12两个或多个企业企业选择价格假设3产品同质，消费者选择价格最低的企业伯特兰模型是描述价格竞争的经典模型在该模型中，多个企业生产同质产品，并同时选择价格消费者选择价格最低的企业购买伯特兰模型的结果是，价格会下降到边际成本，企业利润为零这被称为伯特兰悖论斯塔克尔伯格模型领导者与跟随者领导者1首先选择产量跟随者2观察领导者的产量，然后选择自己的产量均衡3领导者可以通过控制自己的产量来影响跟随者的行为，从而获得更高的利润斯塔克尔伯格模型是描述领导者与跟随者关系的经典模型在该模型中，一个企业首先选择产量（领导者），然后其他企业观察领导者的产量，并选择自己的产量（跟随者）斯塔克尔伯格模型的结果是，领导者可以通过控制自己的产量来影响跟随者的行为，从而获得更高的利润动态博弈扩展式博弈扩展式博弈用博弈树来描述参与者的行动顺序和信息结构行动顺序参与者按照一定的顺序依次选择策略信息结构后行动的参与者可以观察到先行动的参与者的选择动态博弈可以用扩展式博弈来描述扩展式博弈用博弈树来描述参与者的行动顺序和信息结构博弈树的每个节点代表一个决策点，每条边代表一个行动选择扩展式博弈可以帮助我们分析动态互动关系博弈树图形化表达博弈过程节点边代表决策点代表行动选择路径代表博弈的可能进程博弈树是一种图形化表达博弈过程的工具博弈树的节点代表决策点，边代表行动选择，路径代表博弈的可能进程通过博弈树，我们可以清晰地看到参与者的行动顺序和信息结构，从而更好地分析博弈问题子博弈完美纳什均衡可信一致在每个子博弈中都是纳什均衡所有参与者的策略都是一致的子博弈完美纳什均衡是动态博弈中重要的均衡概念它要求在整个博弈以及每个子博弈中，所有参与者的策略都是纳什均衡子博弈完美纳什均衡排除了不可信的威胁和承诺，使得均衡结果更加合理可置信性承诺与威胁承诺威胁事先声明要采取的行动，以影响其他参与者的行为可置信的承事先声明要采取的惩罚行动，以阻止其他参与者的行为可置信诺必须是参与者愿意履行的的威胁必须是参与者有能力且愿意执行的在动态博弈中，承诺和威胁是重要的策略工具但只有可置信的承诺和威胁才能发挥作用如果一个承诺或威胁是不可置信的，那么其他参与者就不会相信，也就不会受到影响重复博弈合作的可能性合作2提供合作的可能性重复博弈1将一个博弈重复进行多次惩罚对不合作行为进行惩罚3重复博弈是指将一个博弈重复进行多次重复博弈提供了一种合作的可能性，因为参与者可以通过合作来获得长期的利益重复博弈也提供了一种惩罚不合作行为的手段，因为参与者可以通过报复来惩罚不合作的参与者无限次重复博弈与折扣因子未来价值1折扣2无限次3在无限次重复博弈中，博弈会一直进行下去，没有明确的结束时间折扣因子反映了参与者对未来收益的重视程度如果折扣因子较高，说明参与者更重视未来收益，更有可能选择合作策略如果折扣因子较低，说明参与者更重视当前收益，更可能选择不合作策略触发策略与报复策略报复1对不合作行为进行惩罚触发2一旦出现不合作行为，就触发惩罚机制合作3最初选择合作策略触发策略和报复策略是重复博弈中常见的合作策略触发策略是指，最初选择合作策略，但一旦发现有参与者选择不合作策略，就立即触发惩罚机制，选择不合作策略进行报复触发策略可以有效地维护合作关系不完全信息博弈贝叶斯博弈在不完全信息博弈中，参与者对其他参与者的类型、偏好或策略空间等信息并不完全了解贝叶斯博弈是一种描述不完全信息博弈的模型在该模型中，参与者根据自己的信息和贝叶斯法则来更新对其他参与者的beliefs，并选择最优策略贝叶斯纳什均衡贝叶斯法则均衡用先验概率和观测数据来更新在给定的情况下，每个参与者的策略都是最优的belief belief贝叶斯纳什均衡是指在贝叶斯博弈中，所有参与者的策略都是在给定自己的的情况下最优的贝叶斯纳什均衡是描述不完全信息博belief弈均衡的重要概念拍卖理论不同拍卖形式英式拍卖荷式拍卖密封投标拍卖公开竞价，价高者得价格逐渐降低，直到有人接受所有参与者同时提交sealed投标，价高者得拍卖理论是博弈论的重要应用领域不同的拍卖形式有不同的规则和特点，会影响参与者的策略选择和最终的拍卖结果拍卖理论可以帮助我们设计更有效的拍卖机制，最大化卖方的收益英式拍卖、荷式拍卖、密封投标拍卖英式拍卖荷式拍卖12价格逐渐升高，信息披露较多价格逐渐降低，信息披露较少密封投标拍卖3信息披露最少，策略选择复杂不同的拍卖形式有不同的信息披露程度，会影响参与者的策略选择英式拍卖的信息披露程度最高，参与者可以观察到其他竞拍者的出价，从而调整自己的策略荷式拍卖的信息披露程度较低，参与者只能观察到价格的下降，无法了解其他竞拍者的出价密封投标拍卖的信息披露程度最低，参与者只能根据自己的估值来出价，无法了解其他竞拍者的信息逆向选择信息不对称的影响信息不对称逆向选择一方掌握的信息比另一方多信息劣势方难以区分优质产品和劣质产品，导致劣质产品驱逐优质产品市场失灵导致市场效率下降，甚至市场崩溃逆向选择是指由于信息不对称，导致市场交易出现偏差，劣质产品驱逐优质产品，最终导致市场失灵的现象二手车市场就是一个典型的例子由于买方无法准确评估二手车的质量，只能按照平均价格购买，导致优质二手车不愿意出售，最终市场上只剩下劣质二手车道德风险激励机制设计激励监控设计合理的激励机制加强对代理人的监控道德风险是指由于信息不对称，导致代理人采取损害委托人利益的行为例如，保险公司难以监控投保人的行为，导致投保人可能会采取不负责任的行为，增加保险公司的赔付风险解决道德风险问题的方法是设计合理的激励机制，使代理人的利益与委托人的利益aligned博弈论的应用经济学领域产业组织1分析企业竞争行为，例如寡头垄断、价格歧视等劳动经济学2分析劳资谈判、工资激励等公共经济学3分析公共物品供给、税收政策等博弈论在经济学领域有着广泛的应用，例如产业组织、劳动经济学、公共经济学等博弈论可以帮助我们理解市场竞争、劳资关系、公共政策等问题，并为制定更有效的经济政策提供理论依据博弈论的应用政治学领域选举分析选民投票行为、政党竞争策略等国际关系分析国家之间的合作与冲突政策制定分析不同利益集团的博弈博弈论在政治学领域也有着重要的应用，例如选举、国际关系、政策制定等博弈论可以帮助我们理解政治行为、国际局势、政策选择等问题，并为制定更有效的政治策略提供理论依据博弈论的应用生物学领域合作行为2解释生物之间的合作行为进化博弈论1分析生物种群的进化过程竞争行为解释生物之间的竞争行为3博弈论在生物学领域也有着重要的应用，例如进化博弈论、合作行为、竞争行为等博弈论可以帮助我们理解生物种群的进化过程、生物之间的合作与竞争关系，并为研究生物行为提供理论依据博弈论的应用计算机科学领域机器学习1设计对抗神经网络多智能体系统2协调多个智能体的行为网络安全3分析网络攻击与防御博弈论在计算机科学领域也有着广泛的应用，例如机器学习、多智能体系统、网络安全等博弈论可以帮助我们设计对抗神经网络、协调多个智能体的行为、分析网络攻击与防御，并为研究人工智能提供理论依据信息经济学不对称信息下的决策对称信息不对称信息信息经济学是研究不对称信息下决策的经济学分支信息不对称是指交易双方掌握的信息不平等信息经济学研究信息不对称对市场效率的影响，以及如何设计机制来缓解信息不对称问题机制设计设计激励相容的规则目标约束设计能够实现特定目标的规则考虑参与者的激励，确保参与者愿意遵守规则机制设计是指设计能够实现特定目标的规则机制设计需要考虑参与者的激励，确保参与者愿意遵守规则激励相容是指参与者在机制中选择真实报告自己的信息是最优策略信号传递博弈传递私人信息发送者接收者拥有私人信息根据接收到的信号来做出决策信号传递博弈是指发送者通过发送信号来向接收者传递私人信息的博弈发送者可以根据自己的类型来选择发送不同的信号，接收者可以根据接收到的信号来推断发送者的类型，并做出相应的决策讨价还价博弈分配剩余价值议价能力公平原则12影响分配结果的重要因素影响分配结果的道德因素威胁点3若谈判失败，各方能获得的最小收益讨价还价博弈是指交易双方通过谈判来分配剩余价值的博弈讨价还价博弈的结果受到多种因素的影响，包括议价能力、公平原则、威胁点等纳什讨价还价模型是一种描述讨价还价博弈的经典模型公共物品博弈集体行动的困境公共物品1非竞争性和非排他性搭便车2不贡献但享受收益集体行动3难以实现最优结果公共物品博弈是指参与者共同为公共物品贡献的博弈公共物品具有非竞争性和非排他性，这意味着任何一个人都可以享受公共物品带来的收益，而不会减少其他人的收益公共物品博弈面临搭便车问题，即一些参与者可能会选择不贡献，但仍然享受公共物品带来的收益，导致集体行动难以实现最优结果演化博弈论策略的动态演化动态演化策略随着时间推移而变化自然选择适应性强的策略会存活下来均衡达到稳定的策略分布演化博弈论是研究策略动态演化的博弈论分支演化博弈论假设参与者不是完全理性的，而是通过学习和模仿来调整自己的策略演化博弈论关注策略如何随着时间推移而变化，以及如何达到稳定的策略分布模仿策略与进化稳定策略进化稳定策略2无法被其他策略入侵模仿策略1模仿成功者的策略动态演化策略的动态演化过程3模仿策略是指参与者模仿成功者的策略进化稳定策略是指无法被其他策略入侵的策略如果一个策略是进化稳定的，那么即使有少部分参与者采用其他策略，最终也会被淘汰进化稳定策略是演化博弈论中重要的均衡概念博弈论的局限性理性假设的挑战非理性行为1有限理性2完全理性3博弈论的理性假设是其局限性之一现实中，人们的行为可能受到情绪、认知偏差等因素的影响，并不总是理性的有限理性是指人们在决策时受到认知能力和信息获取能力的限制，无法做出完全理性的选择行为博弈论试图弥补博弈论的这一局限性，引入心理学因素来解释人们的决策行为行为博弈论引入心理学因素行为博弈论是博弈论的一个分支，它试图通过引入心理学因素来解释人们的决策行为行为博弈论认为，人们在决策时并不总是理性的，而是受到情绪、认知偏差等因素的影响行为博弈论可以更好地解释一些在传统博弈论中无法解释的现象公平、互惠与信任公平互惠信任人们倾向于追求公平的分配人们倾向于回报友好的行为信任可以促进合作公平、互惠和信任是影响人们决策行为的重要心理因素人们倾向于追求公平的分配，回报友好的行为，信任可以促进合作这些心理因素在博弈论中也越来越受到重视实验博弈论验证理论预测实验设计数据分析创造可控的博弈环境分析参与者的行为实验博弈论是指通过实验来验证博弈论理论预测的博弈论分支实验博弈论可以帮助我们了解人们在实际博弈中的行为，以及博弈论理论的有效性博弈论与人工智能博弈论在中的应用AI多智能体系统对抗神经网络12协调多个智能体的行为训练生成模型机制设计3设计激励相容的系统AI博弈论在人工智能领域有着广泛的应用，例如多智能体系统、对抗神经网络、机制设计等博弈论可以帮助我们协调多个智能体的行为、训练生成模型、设计激励相容的系统，并为研究人工智能提供理论依据AI多智能体系统中的博弈智能体1自主决策的个体互动2智能体之间相互影响博弈3智能体之间的策略互动多智能体系统是指由多个智能体组成的系统在多智能体系统中，智能体之间相互影响，通过博弈来实现共同的目标博弈论可以帮助我们设计多智能体系统的协调机制，提高系统的效率和鲁棒性强化学习与博弈论的结合强化学习智能体通过试错学习策略博弈论分析智能体之间的策略互动结合提高智能体的学习效率和适应性强化学习是人工智能领域的一种重要学习方法强化学习与博弈论的结合可以提高智能体的学习效率和适应性，使其能够在复杂的博弈环境中做出更明智的决策例如，就是强化学习与博弈论结合的成功案例AlphaGo博弈论的伦理考量道德与利益的平衡利益2自身利益的追求伦理1道德原则的约束平衡在道德和利益之间做出权衡3博弈论的应用需要考虑伦理因素在追求自身利益的同时，也要遵守道德原则如何在道德和利益之间做出权衡，是博弈论应用中需要认真思考的问题例如，在企业竞争中，企业应该遵守公平竞争的原则，不能采取不正当的手段来获取利益博弈论的最新进展前沿研究方向大数据博弈论1网络博弈论2量子博弈论3博弈论的最新进展包括大数据博弈论、网络博弈论、量子博弈论等大数据博弈论研究在大数据环境下博弈论的应用网络博弈论研究网络环境下的博弈问题量子博弈论将量子力学引入博弈论博弈论软件工具介绍与使用Gambit Game Theory Explorer其他有许多软件工具可以用来分析博弈问题，例如Gambit、GameTheoryExplorer等这些软件工具可以帮助我们求解纳什均衡、绘制博弈树、进行仿真分析等掌握这些软件工具可以提高我们分析博弈问题的效率和准确性案例分析经典博弈案例解析囚徒困境智猪博弈经典博弈案例包括囚徒困境、智猪博弈等通过分析这些经典案例，我们可以更好地理解博弈论的核心思想和应用方法囚徒困境说明了合作的重要性，智猪博弈说明了信息不对称的影响案例分析企业并购与博弈信息策略评估目标企业的价值制定并购策略企业并购是一个复杂的博弈过程并购方需要评估目标企业的价值，制定并购策略，并与其他竞争者进行博弈博弈论可以帮助企业制定更有效的并购策略，提高并购成功的概率案例分析国际贸易与博弈关税贸易战贸易协定123国际贸易是一个复杂的博弈过程国家之间通过关税、贸易战、贸易协定等手段进行博弈博弈论可以帮助我们理解国际贸易的本质，并为制定更有效的贸易政策提供理论依据案例分析环境治理与博弈污染1污染企业治理2政府和企业环境治理是一个复杂的博弈过程污染企业、政府和公众之间存在利益冲突博弈论可以帮助我们设计更有效的环境治理政策，激励企业减少污染，保护环境课程总结博弈论的核心思想策略互动理性决策均衡分析博弈论的核心思想包括策略互动、理性决策、均衡分析等策略互动是指参与者之间相互影响，彼此的决策会影响对方的收益理性决策是指参与者会选择能够最大化自身收益的策略均衡分析是指找到博弈的稳定状态，即纳什均衡学习资源推荐书籍与网站书籍网站1博弈论经典教材博弈论学习网站2学习博弈论可以参考一些经典教材和学习网站经典教材包括《博弈论》、《策略与博弈》等学习网站包括、等Coursera edX拓展阅读深入研究的建议前沿研究1应用领域2基础理论3深入研究博弈论可以从基础理论、应用领域、前沿研究等方面入手可以阅读相关书籍和论文，参加学术会议，与其他学者交流思考题激发批判性思维为了激发大家的批判性思维，这里提出一些思考题，包括理论题和案例题希望大家认真思考这些问题，并积极参与讨论解答疑惑，互动交流QA提问解答现在是环节，欢迎大家提出问题，我会尽力解答大家的疑惑，并与大家进行互动交流希望大家踊跃参与，共同探讨博弈论的奥QA秘。