Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/8303
Title: Θεωρία παιγνίων και εφαρμογές στην οικονομική επιστήμη
Authors: Μπιτούνη, Ελένη
Issue Date: 2015-02-05
Keywords: Κλασική θεωρία παιγνίων
Εξελικτικά παίγνια
Δυναμικές
Παράδειγμα παιγνίου Hawk-Dove
Ισορροπία Nash
Εξελικτικά σταθερή κατάσταση - ESS
Keywords (translated): Game theory
Evolutionary game theory
Nash equilimbrium
Abstract: Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την θεωρία παιγνίων και το πώς αυτή εφαρμόζεται στην οικονομική επιστήμη. Συγκεκριμένα, στόχος μας είναι να απαντήσουμε στο ερώτημα: «Πως αποφασίζονται οι τελικές στρατηγικές που θα επικρατήσουν σε ένα παίγνιο με την πάροδο του χρόνου;». Η εργασία είναι χωρισμένη σε δύο μέρη. Αρχικά αναφερόμαστε στην κλασσική θεωρία παιγνίων και αναλύουμε τα βασικά της στοιχεία και στη συνέχεια περνάμε στην ανάλυση της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων. Στο 1ο μέρος της παρούσας εργασίας, λοιπόν, αναφέρουμε τα όσα είναι σχετικά με την κλασσικά θεωρία παιγνίων. Συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη ιστορική αναδρομή της θεωρίας αυτής και στο δεύτερο κεφάλαιο την ορίζουμε ως την επίσημη μελέτη που εξετάζει την ορθολογικότητα σε ένα επιχειρηματικό περιβάλλον και παρουσιάζουμε τα βασικά στοιχεία ενός παιγνίου. Αναφέρουμε τα δύο επίπεδα περιγραφής των παιγνίων, δηλαδή τα παίγνια συνεργασίας και μη-συνεργασίας, καθώς και τους δύο τρόπους αναπαράστασής τους που είναι η στρατηγική ή αλλιώς κανονική μορφή (μήτρες) και η εκτεταμένη ή αλλιώς αναλυτική μορφή (δέντρα παιγνίων). Στο τρίτο κεφάλαιο ορίζονται οι κυρίαρχες στρατηγικές και η αντίστοιχη ισορροπία κυρίαρχης στρατηγικής και στο τέταρτο κεφάλαιο ορίζεται η Ισορροπία Nash, η οποία αποτελεί τη στάνταρ έννοια της ισορροπίας στα οικονομικά. Στα δύο αυτά κεφάλαια (3 και 4) υπάρχουν παραδείγματα εφαρμογής που στοχεύουν στην καλύτερη κατανόηση, και αναλύεται και το Δίλημμα του Φυλακισμένου που αποτελεί το πιο κλασσικό παράδειγμα στη θεωρία παιγνίων. Στην περίπτωση, τώρα, όπου δεν υπάρχει Ισορροπία Nash (κάτι το οποίο συμβαίνει σε παίγνια στρατηγικής μορφής) το παίγνιο λύνεται με τη βοήθεια των μικτών στρατηγικών οι οποίες αναλύονται στο πέμπτο κεφάλαιο. Συνεχίζουμε με το έκτο κεφάλαιο, όπου παρουσιάζονται τα εκτεταμένα παίγνια πλήρους πληροφόρησης και αναλύεται η μέθοδος της προς τα πίσω επαγωγής (αναδίπλωση). Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα παίγνια ελλιπούς πληροφόρησης και στο όγδοο κεφάλαιο αναφέρονται τα παίγνια μηδενικού αθροίσματος (π.χ. σκάκι) και το πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί με τους τυχαιοποιημένους αλγόριθμους για την ανάλυση προβλημάτων στον απευθείας σύνδεσης υπολογισμό. Το 1ο μέρος κλείνει με ένα παράδειγμα εφαρμογής της θεωρίας παιγνίων, τις δημοπρασίες. Τι γίνεται όμως όταν ένα παίγνιο επαναλαμβάνεται και παίζεται περισσότερες από μία φορές; Το ερώτημα αυτό έρχεται να μας το απαντήσει η εξελικτική θεωρία παιγνίων στο 2ο μέρος της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Στα δύο πρώτα κεφάλαια, του μέρους αυτού, ορίζονται τα εξελικτικά παίγνια, γίνεται αναφορά για το που μπορούν να βρουν εφαρμογή καθώς και στους λόγους που δεν είναι ακόμη γνωστές οι οικονομικές εφαρμογές τους. Το τρίτο και το πέμπτο κεφάλαιο αποτελούν τα πιο σημαντικά κεφάλαιο του 2ου μέρους. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται αναλυτικά το μοντέλο των εξελικτικών παιγνίων και τα στοιχεία που το αποτελούν (αναμενόμενες ανταμοιβές, πληθυσμός, καταστάσεις). Περιγράφεται το στάδιο παιγνίου το οποίο ορίζεται από μία συνάρτηση καταλληλότητας και δίνεται έμφαση στις δύο γραμμικές προδιαγραφές που έχουν οι συναρτήσεις αυτές. Στη συνέχεια, αναλύεται πλήρως το πιο αντιπροσωπευτικό παράδειγμα της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων, το παίγνιο Hawk-Dove, που αποτελεί ένα γενικό μοντέλο καταστάσεων με επιθετικές και αμυντικές αγορές. Το παίγνιο αυτό έχει δύο ειδών παίκτες, αυτοί που επιλέγουν να είναι επιθετικοί (Hawk) και αυτοί που επιλέγουν να είναι αμυντικοί (Dove), και ερευνάται το ποιο είδος παικτών θα επικρατήσει τελικά. Μέσα από την διαφορική εξίσωση που αναλύεται στο πέμπτο κεφάλαιο, στις δυναμικές, φαίνεται πως το αποτέλεσμα εξαρτάται από τρεις παραμέτρους: από τον αρχικό πληθυσμό, από την πιθανότητα να παιχτεί η καθεμία στρατηγική και από τον πίνακα με τις ανταμοιβές των παικτών. Έτσι απαντάται το αρχικό μας ερώτημα και προκύπτει η στρατηγική που τελικά θα επικρατήσει, που ονομάζεται εξελικτική στρατηγική (evolutionary stable strategy-ESS). Στο τέταρτο κεφάλαιο ορίζεται η Ισορροπία Nash (I.N.), η Εξελικτική Σταθερή Στρατηγική (ESS) και η Εξελικτική Ισορροπία (E.E.) και στο έκτο κεφάλαιο αναφέρουμε την τοπική κατάταξη συστημάτων με χαμηλές διαστάσεις και συγκεκριμένα τα γραμμικά παίγνια μίας-διάστασης, τα συστήματα δύο μεταβλητών και άλλα συστήματα δύο-διαστάσεων και μη-γραμμικά. Κλείνοντας το 2ο μέρος και γενικά την παρούσα εργασία, παρουσιάζουμε τρία παραδείγματα στα οποία φαίνεται η εφαρμοσιμότητα των όσων αναφέραμε. Συγκεκριμένα αναλύονται τρία γνωστά παίγνια τα οποία χρησιμοποιήθηκαν από την πολιτική και παραλληλίστηκαν με καταστάσεις που είχαν να αντιμετωπίσουν εκείνη τη στιγμή.
Abstract (translated): This thesis deals with the evolutionary game theory and how it applies to economics. First of all, it is necessary to refer the original game theory and to analyze the key elements and then move to the analysis of evolutionary game theory. In the first part of this study, therefore, we indicate what is on game theory. Specifically, in the first chapter is a brief history of game theory and the second chapter defined game theory as a formal study examining the rationality in a business environment and presents the basics elements of a game. Also, at this chapter i reffer to the description of games, namely, games of cooperation and non-cooperation, and the two ways of representing their strategy, the normal form (matrix) and the extensive form (game tree). The third chapter sets out the dominant strategy and the corresponding dominant strategy equilibrium and in the fourth chapter we define the Nash Equilimbrium, which is the standard notion of equilibrium in economics. In these two chapters (third and fourth) there are examples of the application for better understanding, and we analyze the prisoner's dilemma, which is the most classic example of game theory. If there is no Nash Equilimbrium (this could happen at narmal strategy games) the game is solved by mixed strategies, which are analyzed in the fifth chapter. Continuing, at the sixth chapter we can see the extensive games with perfect information and we analyze the method of backward induction. In the seventh chapter, we can see the extensive games with imperfect information and the eighth chapter refers to the zero-sum games and how they can be used together with randomized algorithms for the analysis of problems on-line calculation. Finally, the first part closes with an example application of game theory, the auctions. The question is “What happens when a game is played more than once?” The answer comes from the second part of this thesis in which we analyse the evolutionary game theory. In the first two chapters of this part we define evolutionary games, we refere where evolutionary games might be applicable and why economic application aren’t common already. The third and fourth chapter are the most important chapters of the second part. At the third chapter we present the model of the evolutionary game and its elements (expected payoffs, population, states). We describe the stage game which is defined by a fitness function and we emphasize at its two linear specifications. Then we make a full analysis one of the most representative example of evolutionary game theory, the Hawk-Dove game. This game has two types of players, aggressive (Hawk) and defensive (Dove), which reflects the situation where there is a competitive and an uncompetitive business, and the point is to find which of the two types will eventually prevail. Based on a differential equation, we conclude that the result depends on three parameters: the initial population, the probability with which each strategy is played and the payoff matrix. All this leads in a strategy which is known as evolutionary stable (ESS). In chapter five, we define the Nash Equilibrium, the Evolutionary Stable Strategy (ESS) and Evolutionary Equilibrium (EE) and in chapter six we analyze the local classification of low dimensions systems. To make clear the applicability of all those we mention at this thesis, we are closing with three examples. More specific we analyze three well-known games which were used by the political and paralleled with situations they had to face with.
Appears in Collections:Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nimertis_MpitouniEleni(de).pdf2.8 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.