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文档简介

数学建模:博弈论在生物学中的应用西北师范大学郭熙川

博弈论(Gametheory),有时也称为对策论,或者赛局理论,应用数学的一个分支,目前在生物学、经济学、国际关系、计算机科学、政治学、军事战略和其他很多学科都有广泛的应用。主要研究公式化了的激励结构(游戏或者博弈)间的相互作用。是研究具有斗争或竞争性质现象的数学理论和方法。也是运筹学的一个重要学科。博弈论简介

具有竞争或对抗性质的行为称为博弈行为。在这类行为中,参加斗争或竞争的各方各自具有不同的目标或利益。为了达到各自的目标和利益,各方必须考虑对手的各种可能的行动方案,并力图选取对自己最为有利或最为合理的方案。博弈论就是研究博弈行为中斗争各方是否存在着最合理的行为方案,以及如何找到这个合理的行为方案的数学理论和方法生物学家使用博弈理论来理解和预测进化(论)的某些结果。例如,JohnMaynardSmith和GeorgeR.Price在1973年发表于《自然》杂志上的论文中提出的“evolutionarilystablestrategy”的这个概念就是使用了博弈理论。还可以参见进化博弈理论(evolutionarygametheory)和行为生态学(behavioralecology)。

VS鹰对策者:战斗起来总是全力以赴,除非深受重伤,否则绝不退让鸽对策者:只限于威胁恫吓,对方一但表现出升级迹象立刻退让在这里我们假定两种对策之间没有连续过渡的中间类型,对策集是离散的。令V表示被争夺资源的价值,胜利的一方获得资源并使适合度增加V,斗争失败的鹰对策者其适合度损失C胜者:V分败者:O分平均得分:1/2V(1-P)出现一只鹰对策者:V分出现一只鸽对策者:C分胜者:V分败者:-C分平均得分:1/2P(V-C)分

我们容易看到,鹰对策是否为进化稳定的对策取决于V和C的值的相对大小。在一个鹰对策种群里,鹰对策的平均赢得为(V-C)/2,而侵入的鸽对策者的赢得为0.如果V>C,那么鹰对策者的适合度大于鸽对策者的适合度反之如果V<C,鸽对策者的适合度大于鹰对策者的适合度,它将能够侵入鹰对策者种群。所以种群必然是一个鹰鸽对策者的混合体,那么鹰鸽对策者各自所占比例应该是多少呢?令P为为种群内鹰所占比例,那么鹰和鸽的适合度分别为:W1=W0+1/2(V-C)P+V(1-P)W2=W0+1/2V(1-P)在一个种群中,如果要稳定,鹰和鸽的适合度是相等的。W1=W2据此我们可以求出鹰对策者的比例为P=V/C

现在我们赋值来看看规则:胜者得50分,失败者得0分双鹰对策重伤得-100分,

双鸽对策浪费时间得-100分全部都是鸽子对策者鸽子与鸽子对峙,各得-10分.赢者可得50分,扣除10分

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