Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Теория игр. Решение задач в смешанных стратегиях

Содержание

ПЛАН ЛЕКЦИИ1) Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2х2;2) Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2хn и mх2.
ТЕОРИЯ ИГРРешение задач в смешанных стратегиях ПЛАН ЛЕКЦИИ1) Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2х2;2) Решение задач в ТЕОРИЯ ИГР – это раздел математики, изучающий математические модели принятия решений в Пусть в игре участвуют два игрока А и ВВыигрыш игрока А – Игру можно представить в виде матрицыСтолбцы – стратегии игрока ВСтроки – стратегии Выигрыш зависит от СТРАТЕГИИ, последовательности действий игрока в конкретной ситуации.ОПТИМАЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ ИГРОКАМАКСИМАЛЬНЫЙ ВЫИГРЫШ РЕШИМ ЗАДАЧУ:Два игрока, не глядя друг на друга, кладут на стол по Принцип МАКСИМИНА – выбрать ту стратегию, чтобы при наихудшем поведении противника получить СМЕШАННЫЕ СТРАТЕГИИЕсли в игре нет седловой точки, то можно найти нижнюю и 1) Теорема и максимине. В конечной игре двух игроков (коалиций) с нулевой 2) Основная теорема матричных игр. Любая матричная игра имеет, по крайней мере, Те из чистых стратегий игроков А и В, которые входят в их 1. Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2х2Аналитический методГрафический метод р1р2q1   q2  Аналитический метод решения игры 2х2Оптимальное решение в Если игрок А использует свою оптимальную смешанную стратегию, а игрок В – ЗАДАНИЕ:Найти, чему равны p1, p2, v, если:a11p1 + a21p2 = va12p1 + a22p2 = v =Получаем решение матричной игры: Вычислив оптимальное значение V, можно вычислить и оптимальную смешанную стратегию второго игрока ПримерПлатежная матрица имеет следующий вид:Найти решение игры аналитическим методом Решение:Сначала необходимо определить, решается ли данная игра в чистых стратегиях, то есть Обозначим: р1=р, то р2=1-р 3p+7(1-p)=V8p+4(1-p)=V3p+7-7p=8p+4-4p-4p+7=4p+48p=3p1=3/8p2=1-3/8=5/8(3/8;5/8) – вектор вероятностиV=3*3/8+7*5/8=5,5 – среднее значение выигрыша А3q+8(1-q)=V7q+4(1-q)=V3q+8-8q=7q+4-4q-5q+8=3q+4q1=1/2, q2=1/2; (1/2;1/2)V=3*1/2+8*1/2=5,5Решим системы Графический метод решения 2х2Найдем оптимальную стратегию для первого игрока (А):а) построим систему 2. Найдем оптимальную стратегию для второго игрока В:а) по оси абсцисс откладывается Пример.Матричная игра 2х2 задана следующей матрицей:Найти решение игры графическим методом Решение:Сначала необходимо определить, решается ли данная игра в чистых стратегиях, то есть Для q построим график самостоятельно 2. Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2хn ГРАФИК ПРИМЕР: Используя алгебраический метод решения этой игры, получаем:ОТВЕТ: оптимальные смешанные стратегии игроков: Sa Решение игры mx2 осуществляется аналогично. Но в этом случае строится графическое изображение ПРИМЕР: ГРАФИК ОТВЕТ: оптимальные смешанные стратегии игроков: Sa = (0,625; 0,375); Sb = (0,5; СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Слайды презентации

Слайд 2 ПЛАН ЛЕКЦИИ
1) Решение задач в смешанных стратегиях размерностью

ПЛАН ЛЕКЦИИ1) Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2х2;2) Решение задач

2х2;

2) Решение задач в смешанных стратегиях размерностью
2хn и

mх2.

Слайд 3 ТЕОРИЯ ИГР – это раздел математики, изучающий математические

ТЕОРИЯ ИГР – это раздел математики, изучающий математические модели принятия решений

модели принятия решений в конфликтных ситуациях.
ИГРА – это упрощенная

математическая модель конфликтной ситуации, сторонами которой являются ИГРОКИ

Слайд 4 Пусть в игре участвуют два игрока А и

Пусть в игре участвуют два игрока А и ВВыигрыш игрока А

В

Выигрыш игрока А – aij
Выигрыш игрока B – bj





Задача

игрока А – максимизировать свой выигрыш
Задача игрока В – минимизировать свой проигрыш


aij = - bj



Слайд 5 Игру можно представить в виде матрицы
Столбцы – стратегии

Игру можно представить в виде матрицыСтолбцы – стратегии игрока ВСтроки –

игрока В
Строки – стратегии игрока А
Матрица называется ПЛАТЕЖНОЙ МАТРИЦЕЙ,

где элементы этой матрицы это выигрыши игрока А.

Слайд 6 Выигрыш зависит от СТРАТЕГИИ, последовательности действий игрока в

Выигрыш зависит от СТРАТЕГИИ, последовательности действий игрока в конкретной ситуации.ОПТИМАЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ ИГРОКАМАКСИМАЛЬНЫЙ ВЫИГРЫШ

конкретной ситуации.






ОПТИМАЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ ИГРОКА
МАКСИМАЛЬНЫЙ ВЫИГРЫШ



Слайд 7 РЕШИМ ЗАДАЧУ:
Два игрока, не глядя друг на друга,

РЕШИМ ЗАДАЧУ:Два игрока, не глядя друг на друга, кладут на стол

кладут на стол по картонному кружку красного (К), зеленого

(З) или синего (с) цветов.
Сравнивают цвета и расплачиваются друг с другом так как показано в матрице игры.
Считая, что игра повторяется многократно, определить оптимальные стратегии каждого игрока.



Вк Вз Вс
Ак -2 2 -1
Аз 2 1 1
Ас 3 -3 1




Слайд 8 Принцип МАКСИМИНА – выбрать ту стратегию, чтобы при

Принцип МАКСИМИНА – выбрать ту стратегию, чтобы при наихудшем поведении противника

наихудшем поведении противника получить максимальный выигрыш.



Вк Вз Вс
Ак -2 2 -1
Аз 2 1 1
Ас 3 -3 1


Min выигрыша А

-2
1
-3


Max выигрыша А
Min проигрыша В

3 2 1


α = max -2;1;-3 = 1
- нижняя цена игры



b = min 3; 2; 1 = 1
- верхняя цена игры



α = b = ⱱ = 1 – седловая точка


(Аз;Вс) – пара оптим. стратегий


Слайд 9 СМЕШАННЫЕ СТРАТЕГИИ
Если в игре нет седловой точки, то

СМЕШАННЫЕ СТРАТЕГИИЕсли в игре нет седловой точки, то можно найти нижнюю

можно найти нижнюю и верхнюю цены игры, которые указывают,

что игрок 1 не должен надеяться на выигрыш больший, чем верхняя цена игры, и может быть уверен в получении выигрыша не меньше нижней цены игры.

Поиск такого решения приводит к необходимости применять смешанные стратегии, то есть чередовать чистые стратегии с какими-то частотами.


Слайд 10 1) Теорема и максимине. В конечной игре двух

1) Теорема и максимине. В конечной игре двух игроков (коалиций) с

игроков (коалиций) с нулевой суммой (матричной игре) при a

= b имеет место равенство:

Теорема о максимине указывает на существование равновесия для случая VA = VB при a = b, и, следовательно, существования оптимальных смешанных стратегий.



Слайд 11 2) Основная теорема матричных игр.
Любая матричная игра

2) Основная теорема матричных игр. Любая матричная игра имеет, по крайней

имеет, по крайней мере, одно оптимальное решение, в общем

случае, в смешанных стратегиях и соответствующую цену V.

Цена игры V – средний выигрыш, приходящийся на одну партию, - всегда удовлетворяет условию:

т.е. лежит между нижней a и верхней в
ценами игры.



Слайд 12 Те из чистых стратегий игроков А и В,

Те из чистых стратегий игроков А и В, которые входят в

которые входят в их оптимальные смешанные стратегии с вероятностями,

не равными нулю, называются активными стратегиями.

Слайд 13 1. Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2х2

Аналитический

1. Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2х2Аналитический методГрафический метод

метод

Графический метод


Слайд 14 р1

р2
q1 q2
Аналитический метод решения

р1р2q1  q2 Аналитический метод решения игры 2х2Оптимальное решение в смешанных

игры 2х2
Оптимальное решение в смешанных стратегиях: SA = |

p1, p2 | и SB = | q1, q2 |
Вероятности применения (относительные частоты применения) чистых стратегий удовлетворяют соотношениям:
p1 + p2 = 1
q1 + q2 = 1

Слайд 15 Если игрок А использует свою оптимальную смешанную стратегию,

Если игрок А использует свою оптимальную смешанную стратегию, а игрок В

а игрок В – свою чистую активную стратегию В1,

то цена игры V равна:

a11p1 + a21p2 = v

2) Если игрок А использует свою оптимальную смешанную стратегию, а игрок В – свою чистую активную стратегию В2, то цена игры V равна:

a12p1 + a22p2 = v


Слайд 16 ЗАДАНИЕ:
Найти, чему равны p1, p2, v, если:
a11p1 +

ЗАДАНИЕ:Найти, чему равны p1, p2, v, если:a11p1 + a21p2 = va12p1 + a22p2 = v

a21p2 = v

a12p1 + a22p2 = v


Слайд 17 =
Получаем решение матричной игры:

=Получаем решение матричной игры:

Слайд 18 Вычислив оптимальное значение V, можно вычислить и оптимальную

Вычислив оптимальное значение V, можно вычислить и оптимальную смешанную стратегию второго

смешанную стратегию второго игрока из условия:

a11p1 + a21p2 =

v и a12p1 + a22p2 = v

Слайд 19 Пример
Платежная матрица имеет следующий вид:
Найти решение игры аналитическим

ПримерПлатежная матрица имеет следующий вид:Найти решение игры аналитическим методом

методом


Слайд 20 Решение:
Сначала необходимо определить, решается ли данная игра в

Решение:Сначала необходимо определить, решается ли данная игра в чистых стратегиях, то

чистых стратегиях, то есть существует ли седловая точка или

нет.

α < β, при этом цена игры V ϵ [4;7]

Игра не имеет седловой точки, следовательно, не решается в чистых стратегиях

=


Слайд 21 Обозначим: р1=р, то р2=1-р

Обозначим: р1=р, то р2=1-р      q1=1, то q2=1-qр1-рq 1-q3p+7(1-p)=V8p+4(1-p)=V3q+8(1-q)=V7q+4(1-q)=V

q1=1, то q2=1-q


р

1-р
q

1-q

3p+7(1-p)=V
8p+4(1-p)=V



3q+8(1-q)=V
7q+4(1-q)=V


Слайд 22 3p+7(1-p)=V
8p+4(1-p)=V
3p+7-7p=8p+4-4p
-4p+7=4p+4
8p=3
p1=3/8
p2=1-3/8=5/8
(3/8;5/8) – вектор вероятности
V=3*3/8+7*5/8=5,5 – среднее значение выигрыша

3p+7(1-p)=V8p+4(1-p)=V3p+7-7p=8p+4-4p-4p+7=4p+48p=3p1=3/8p2=1-3/8=5/8(3/8;5/8) – вектор вероятностиV=3*3/8+7*5/8=5,5 – среднее значение выигрыша А3q+8(1-q)=V7q+4(1-q)=V3q+8-8q=7q+4-4q-5q+8=3q+4q1=1/2, q2=1/2; (1/2;1/2)V=3*1/2+8*1/2=5,5Решим

А



3q+8(1-q)=V
7q+4(1-q)=V
3q+8-8q=7q+4-4q
-5q+8=3q+4
q1=1/2, q2=1/2; (1/2;1/2)
V=3*1/2+8*1/2=5,5
Решим системы уравнений:
ОТВЕТ: оптимальная смешанная стратегия игрока

А – Sa=(0,375;0,625),
игрока В – Sb=(0,5;0,5)

Слайд 23 Графический метод решения 2х2
Найдем оптимальную стратегию для первого

Графический метод решения 2х2Найдем оптимальную стратегию для первого игрока (А):а) построим

игрока (А):
а) построим систему координат:
б) по оси абсцисс откладывается

вероятность p1 ϵ [0,1], равная 1.
в) по оси ординат – выигрыши игрока А при стратегии А2, а на прямой р = 1 – выигрыши при стратегии А1
г) находим точку пересечения прямых, которая и дает оптимальное решение матричной игры игрока А (ропт,v)



Слайд 24 2. Найдем оптимальную стратегию для второго игрока В:
а)

2. Найдем оптимальную стратегию для второго игрока В:а) по оси абсцисс

по оси абсцисс откладывается вероятность q1 ϵ [0,1], равная

1.
в) по оси ординат – выигрыши игрока В при стратегии В2, а на прямой q = 1 – выигрыши при стратегии В1
г) находим точку пересечения прямых, которая и дает оптимальное решение матричной игры игрока В (qопт,v)



Слайд 25 Пример.
Матричная игра 2х2 задана следующей матрицей:
Найти решение игры

Пример.Матричная игра 2х2 задана следующей матрицей:Найти решение игры графическим методом

графическим методом


Слайд 26 Решение:
Сначала необходимо определить, решается ли данная игра в

Решение:Сначала необходимо определить, решается ли данная игра в чистых стратегиях, то

чистых стратегиях, то есть существует ли седловая точка или

нет.

α = 4, β = 7,
при этом цена игры ⱱ ϵ [4,7]

α < β – игра не имеет седловой точки,
и поэтому имеет решение
в смешанных стратегиях.


Слайд 27 Для q построим график самостоятельно

Для q построим график самостоятельно

Слайд 28 2. Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2хn

2. Решение задач в смешанных стратегиях размерностью 2хn

Слайд 31 ГРАФИК

ГРАФИК

Слайд 32 ПРИМЕР:

ПРИМЕР:

Слайд 36 Используя алгебраический метод решения этой игры, получаем:
ОТВЕТ: оптимальные

Используя алгебраический метод решения этой игры, получаем:ОТВЕТ: оптимальные смешанные стратегии игроков:

смешанные стратегии игроков: Sa = (0,5; 0,5); Sb =

(0,17; 0,83)
при цене игры v = 4,5

Слайд 37 Решение игры mx2 осуществляется аналогично. Но в этом

Решение игры mx2 осуществляется аналогично. Но в этом случае строится графическое

случае строится графическое изображение игры для игрока В и

выделяется не нижняя, а верхняя граница выигрыша, и на ней находятся точка оптимума с наименьшей ординатой (минимакс).

Слайд 38 ПРИМЕР:

ПРИМЕР:

Слайд 40 ГРАФИК

ГРАФИК

Слайд 41 ОТВЕТ: оптимальные смешанные стратегии игроков: Sa = (0,625;

ОТВЕТ: оптимальные смешанные стратегии игроков: Sa = (0,625; 0,375); Sb =

0,375); Sb = (0,5; 0,5)
при цене игры v

= 2,5

  • Имя файла: teoriya-igr-reshenie-zadach-v-smeshannyh-strategiyah.pptx
  • Количество просмотров: 127
  • Количество скачиваний: 1