博弈论与经济分析(不完全信息静态)

1、博弈论与经济分析(不完全信息静态)第四章不完全信息静态博弈不完全信息意味着至少有一个参与者不能确定另一个参与者的收益函数，或者说类型。我们用一个例子来引入要讨论的问题：例：信息不对称条件下的古诺模型市场：P(Q尸a-Q,Q=q1+q2企业1:C1(q1)=cq1企业2：以的概率为高成本，即C2(q2)aq2；以1的概率为低成本，即C2(q2)cLq2。当然，cHcL。信息不对称：企业2知道自己的成本，也知道企业1的成本；企业1知道自己的成本，但是只知道企业2成本状况的概率分布。以上都是公共信息，即企业1知道企业2享有信息优势，企业2知道企业1知道，企业1也知道企业2知道企业1知道如此等等。解题

2、：企业1会预测企业2在不同情况下的最优选择：当企业2为高成本时max(aq1q2)cHq2q2当企业2为低成本时max(aq1q2)cLq2q2既然企业只知道企业2成本情况的概率分布，则企业1只能根据上述预测最大化自己的期望收益：max(aqq2(cH)cq(1)(aqq2(CL)cqq1以上三个优化问题的一阶条件为：q2(cH)a qcH2q2(c_)aqCl2q1aq2&)c(1)aq?。)c2联立求解：a2cHc1q2(CH)(cHcL)36二illrq2)a 2cL ca 2c qi3CH-(ChCl)6(1)Cl比较该结果与完全信息条件”条件下结果的不同。作业：说明企业2在两种成本下

3、是否因为信息优势”得到了好处？是应该巩固该优势还是向企业1公开信息？一、静态贝叶斯博弈的标准表述完全信息静态：G=S1,Sn;u1,un在静态博弈条彳下，策略S就是一个行动A(当然，动态博弈则不同)，于是我们可以写作G=A1,An;u1,un。通常而言，收益就为ui(a1,an)但是在非完全信息静态条件下，每个人知道自己的得益”情况，但是并不了解别人的情况，比如前面例子中的成本”。我们记ti为参与者i的类型，于是，其得益函数可写作ui(a1,a2;ti)即，不同类型的参与者在同样的行动组合下的收益取决于其类型ti。tiT,前面例子中T2=cL,cH,T1=c当然，不同类型”也可影响到行动集”，

4、某些类型能采取的行动，另一些类型可能并不能采用。但是，我们将其处理为参与者i所有类型的行动集都一样，而那些对于某种类型不能采取的行动”我们认为该行动带来的收益为-8。于是，将行动集上类型的差别也纳入收益函数”上了，所以，一般我们认为类型只影响收益状况。令tit1,ti1,ti1,tn,tiTipi(ti|ti)为参与者知道自己类型是ti后，对其他参与者类型的推断，即信念(belief)。通常，参与者的类型是相互独立的，于是该推断也可写作P1,P2,Pn。定义一个n人静态贝叶斯博弈的标准表述包括：参与者的行动空间A1,An,他们的类型空间T1,Tn,他们的信念p1,pn,以及他们的收益函数u1,

5、un。参与者i的类型ti作为其私人信息，决定了其收益函数ui(a1,an;ti)参与者i的信念Pi(ti|tj描述了i在给定自己类型ti时，对其他n-1个参与者可能类型的估计。我们用G=A1,An;T1,Tn;p1,pn;u1,表7,un一博弈。海塞尼”转换：引入0博弈方自然”自然赋予博弈各方类型ti每个参与者只知道自己的类型，并根据信念选择行动ai各方得到收益ui(a1,an;ti)CZ1111111111以上表述的两个问题：2,同时，i参与者的得ui(a1,.,an;t1,飞颠小人aj来影响i的收益的，1、参与者可能会掌握其他参与者信息，比如前面例子中的企业益不仅仅取决于自己的类型ti,受

6、到其他人的类型的影响，写作觉得后面这个问题不存在，因为其他参与者类型的影响应该是通过对包才j考虑到i的类型，改变行动影响到自己的收益)2、信念是根据先验概率可引p(t),通过贝叶斯法则得出的。Pi(ti,ti)Pi(ti,ti)tiTi定义(静态贝叶斯博弈的策略”)：在静态贝叶斯博弈G=A1,An;T1,Tn;p1,pn;u1,un冲，参与者i的一个策略是一个函数si(ti),即si:TiA。当然，按照这样的定义，参与人i的策略集Si就是一个函数的集合。问题：当自然将类型ti告诉参与者i的时候，i知道自己的类型，为什么还要考虑自己其他类型时会选择的行动呢？(按照策略”的定义，他的策略由其所有可

7、能类型下会采取何种行动这样的对应关系构成)因为，j不知道他白类型，j会预测i在不同类型下的选择，这会影响到j的选择，从而影响到i自己的选择，于是i必须考虑自己可能出现的类型下所选择的行动。(考虑前面古诺模型的例子)定义(纯策略贝叶斯纳什均衡)在静态贝叶斯博弈G=A1,An;T1,Tn;p1,pn;u1,un冲，策略组合s(s1,.,Sn)是一个纯策略贝叶斯纳什均衡，若对于任意参与者i,ti工，s(ti)满足max5(5(3),.,与1(t1),a,s1(t1),.，Sn(tn);t)p(ti|ti),这aiAtiTi个时候，没有参与者愿意改变自己的策略。以上定义容易推广到混合策略，以及有限博弈

8、的贝叶斯纳什均衡的存在性证明也和完全信息的类似。第五章拍卖理论第一节关于拍卖的介绍拍卖的要义在于拍卖者和竞拍者对标的物的价值的不确定:privatevalueinterdependentvalueZllIIIrcommonvalue关于privatevalueauction:DutchauctionBidlowerthantheprivateevaluationoftheobject,equivalentto1stpricesealed-bidauctionEnglishauctionAnnouncelowerequivalentton2pricesealed-bidauction例1:竞拍者

9、对标的物的私人价值以0.5的概率为1或者2,出价必须为0.4的倍数。是证明b(1)=0.8以及b(2)=1.2是一个均衡出价策略。(当参与者2坚持此策略时，参与者1采用此策略是最优选择)第二节私人价值拍卖一、1stpricesealed-bidauctionConsidertwobidderswithindependentvaluesdrawnfromtheuniformdistribution0,1Consideralinearsolution: TOC o 1-5 h z b1(t1)a101tlG0b2(t2)a2c2t2c20Itsreasoleatofurtherassumea1a2

10、0andc1c2c(why?)Asaresult,b1(t1)ct1,d(t2)ct2Biddersmaximizationproblem1maxPrbj(tj)bi(tibi)Pg(tj)bi匚(tib)Prbj(tj)bj0bi2maxPrbj(tj)b(tbi)NotethatPrbj(tj)bPrctjbjPrtjbcbi/cSowegotthebiddersoptimizationproblemas:max(tibi)b/cbi TOC o 1-5 h z f.o.c(ti2bi)/c0whichmustholdwhenbicti,sowecansolvec=1/2biti/2whe

11、ntherearenbidders,wecansolveb(n1)ti/n匚llIImaxjiPrbj(tj)bj(tb)max(tibi)(b/c)n1b TOC o 1-5 h z 1n2n1f.o.c(n1)(b/c)(tibi)(bi/c)0cl(bi/c)n2(n1)(tibi)0cti(n1)(tibi)bi0biInfact,linearsolutionisnotnecessary,Assumethateachtihasthesameprobabilitydensityfunctionf()definedon0,1.AstrategyforbidderIisa(monotonou

12、s?)functionthatmapsvalueintobids:i:0,1RFocusonsymmetricequilibra,thatmeansallbiddersfollowthesamestrategy3Considerthecaseifbidderi.assumethatherbidisx,shewinsiffxbj,notethatbj=3(t.Thus,iwinsiffxj),Mhatmeansti0(bv)ifHb,v-H；ifbHvb=v+d,d0(bv)ifHv,v-H，ifvHb,visbetter;ifbv三、RevenueEquilibriumPrinciple(等价

13、定理)Twoauctionsaresaidtobearevenueequivalentiftheyresultinthesameexpectedsalesprice.Itisanimportantissueforasellerwhowantstoholdanauctiontosellheritemforthehighestpossibleprice.Ifonetypeofauctionisfoundtogeneratehigheraveragesalerevenue,thenthatauctiontypewillbeobviouslybepreferredbytheseller.Thereve

14、nueequivalencetheoremstatesthat,ifallbiddersarerisk-neutralbidderandhaveindependentprivatevaluefortheauctioneditems,thenallfourofthestandardsingleuniteauctionshavethesameexpectedsalesprice(orsellersrevenue).两个假设是1、风险中性2、私人价值独立具体来说，如果满足风险中性、私人价值独立且满足0,1上得均匀分布，卖方没有保留价格，则卖方期望得益是(n-1)/(n+1)Proof,Inthe1s

15、tpricecase,theexpectedrevenueofthesellerdependsonthedistributionofthehighestprivateevaluationoftheobject.Thehighestevaluationfallsintotheintervalwithprobabilityofnxn-1dx,andthebidderbids(n-1)x/n,preciseuptoo(dx).Asaresult,theexpectedrevenueforthe1,n1一n11n1selleris:ER(x)nxdx(n1)xdx0n0n1llxx+dxInthe2n

16、dpricecase,theexpectedpayofftothesellerdependsonthedistributionofthe2ndhighestprivatevalue.Theprobabilityofthisvaluefallingintotheintervalx,x+dxisn(n-1)(1-x)xn-2dx.Inthiscasetherevenueforthesellerisx,preciseuptoo(dx)?Thustheexpectedrevenuefortheselleris:ERxn(n 1)(1 x)xn 2dx n(n 1)(xn1 xn)dx四、双向拍卖买方和

17、卖方都存在私人信息，卖方确定一个卖价Ps,买方同时给出一个买价pb,如果pb= ps,则交易以p ( Pb Ps )/2成交，如果pbps,则不发生交易。买方对标的物的估价为vb,卖方估价为Vs ,双方估价为私人信息且服从0,1区间的均匀分布。若成交价为p,则买方得益为Vbp,卖方得益为p Vs,交易不发生，则双方得益为0。买方策略为 pb (Vb) ,买方策略为Ps(Vs),分别是以下优化问题的解:maxvbpb E ps(Vs) | pbPs(Vs)Pr pbPs(vs)maxPsPsE Pb(Vb) | Pb(Vb)PsVsPr Pb(Vb)Ps1、单一价格均衡(口价”)2、线性解任意一

18、方的出价策略为线性的pi(vi)aicivi,其中ib,s。(一方策略为线性，另一方的最优反应也是线性的，why?)llMyerson和Satterthwaite（1983）证明了，若估价为均匀分布，双向拍卖的线性均衡中参与者的期望得益高于其他形式的贝叶斯纳什均衡。这意味着，在双向拍卖中不存在这样的贝叶斯纳什均衡：当期仅当交易有效率时（VbVs）交易发生。（如何考虑其他所有形式的贝叶斯纳什均衡？见后面的显示原理”）第三节公共价值拍卖与赢者的诅咒”Priortotheauction,theonlyinformationavailabletothebidderisherownsignal,Xi=x

19、.Basedonthisinformation,thebiddersestimateoftheitemenbyEV|Xi=xalueisgiSupposeobjectissoldviaa1stpriceauctionandbidderIwontheauction.Ifallbiddersaresymmetricandfollowsamestrategy,thisrevealstobidderithatthehighestoftheotherN-1signalsislessthanx.Uponwinningtheauction,theestimatedvaluetothewinnermustbe

20、revisedasEV|Xi=x,Xjx,allj丰iwhichislessthanEVXi=x.Announcementthatbidderhaswontheauctionleadtoadecreaseinestimatedvalue.Failuretoforeseethiseffectandaccountforitwhenformulatingbiddingstrategyresultsin“winnerscursebidderpaysmorethanthevalueoftheobject.Thatmeans“winnerscurseonlyariseifbiddersdonotcalcu

21、latevalueofwinningcorrectlyandoverbiddoesnotariseinequilibrium.Thereisanobjectofwhichthecommonvalueisnotknowntotwobidders.Bidderi(i=1,2)receivesasignalsiaboutthevalue,andsiiseither$1or$2,eachwithaprobabilityof0.5.Supposethetruevalueoftheobjectis(s1+s2)/2.Theobjectissoldthrougha1stpricesealedbidaucti

22、on,andthebidsmustbemultipleof$0.2.Whenbothbidthesameamount,theoutcomeisdeterminedbyadraw.Firstconsiderthecasethebidder1receivethesignalsi=$2.Ifshebids$1.8andshewins,thenitispossiblethatthesignalreceivedbybidder2iss2=$1,andasaresultthetruevalueoftheobjectis$1.5.Thereforebidder1winstheobjectbutwithaec

23、onomicloss.ThisiswinnerNowletusverifythefollowingisanequilibriumbiddingrules:bidding$0.8ifsignalreceivedis$1,bidding$1.2ifthesignalreceivedis$1.2.Assumingbidder2bidsaccordingtotherule,considerthecasewhenbidder1receivesasignals1=$1.Ifshebidsanyamountbelow$0.8,shelosetheobject,getting$0surplus.Ifshebi

24、ds$0.8,thenwithhalfchanceshehasadrawwithbidder2,withhalfchanceshelosetheobject.Inthedrawshewinstheobjectwithhalfofthechance.Thusherexpectedsurplusis$0.05.Ifshebidscz111111r-11$1orabove,sheendsupwith0ornegativeexpectedsurplus.Nowconsiderthecasewhenshereceivesasignals1=$2.Ifshebidsanyamountbelow$0.8,s

25、helosetheobjectandgets0surplus.Ifshebids$0.8,shegetsanexpectedsurplusof$0.175.Ifshebids$1,shegetsanexpectedsurplusof$0.25.Ifshebids$1.2,shegetsanexpectedprofitof0.5(1.5-1.2)+0.25(2-1.2)=0.35.Ifshebids$1.4,shegetsanexpectedprofit0.5(1.5-1.4)+0.5(2-1.4)=0.35.Ifshebidsanyamountbiggerthan$1.4,herexpecte

26、dsurpluswillbelessthan$0.35.Tosumup,b($1)=$0.8andb($2)=$1.2supportanequilibriumbiddingrule.(均衡策略中,考虑到了winnerscure所以出价不会高于1.5,避免了出价过高的winnerscureAnobjectofwhichthecommonvalueforeachbidderisarandomvariablehavinguniformdistributiononinterval0,1.Therearetwobidders.Assumethattheequilibriumbiddingruleisb(

27、si)=csi,wheresiisthesignalreceivedbybidderi.Assumebidder2bidsaccordingtothisrule.Letusconsiderthedecisionofbidder1whenshereceivesasignalofsi.Ifshebidsb1,thentheprobabilityforhertowinis:Pr(bcs2)Pr(s2b)/c)b)/cButwithrespecttoeach电匕/c,thecommonvalueoftheobjectis0.5(s1+s2).Theprobabilityfors2fallingintotheintervalx,x+dxisdx/(b1/c).Thereforetheexpectedsurplusforbidder1is TOC o 1-5 h z b1/cdxEO)(0/c)0.5(5x)b1(-) HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 0b1/cTheresultoftheintegrationis222E(s,b)0.5sbi/c0.25b12/c2b2/cBidder1choosesb1tomaximizethisexpec