© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)

Het vinden van een evenwicht.
       
Nou, mooi dat we dankzij von Neumann weten dat er altijd zo'n Nash-evenwicht is, maar een erg praktische vraag blijft dan natuurlijk:
       

Hoe vind je zo'n evenwicht? 

       
Laten we een spel bekijken met de volgende matrix:
       

       
S1 heeft de keuze uit twee strategieën en S2 heeft  de keuze uit 3 strategieën.
Stel dat S1 strategie 1 kiest met kans p
Dan kiest hij strategie 2 dus met kans 1 - p
Bij elke kolom van S2 heeft hij een verwachtingswaarde voor zijn winst.
       
  Bij kolom 1 is zijn verwachte winst  4p + 3(1 - p) dus  W = p + 3
Bij kolom 2 is zijn verwachte winst  5p + 2(1 - p) dus W = 3p + 2
Bij kolom 3 is zijn verwachte winst  -2p + 6(1 - p) dus W = -8p + 6
       
Laten we die drie lijnen tekenen:
       

       
We zoeken nu de hoogste minimale winst voor S1.
Dat is het hoogste punt in deze figuur waar alle lijnen boven liggen.
Dit punt dus:

       
Het is het snijpunt van W = 3p + 2 en W = 6 - 8p
Reken maar uit:  dat is p = 4/11 en dan is W = 34/11
34/11 is dus de waarde van het spel.
Voor p < 4/11 ligt de groene lijn eronder en zou S1 dus minder winst maken als S2 kolom 2 kiest
Voor p > 4/11 ligt de rode lijn eronder en zou S1 dus minder winst maken als S2 kolom 3 kiest.

En dankzij von Neumann weten we nu dat dat ook de waarde voor S2 is !!!!
Stel dat S2 zijn strategieën achtereenvolgens met kans  p, q en  1 - p - q kiest.

De bovenste rij geeft het verwachte verlies:  4p + 5q - 2(1 - p - q) = 34/11
De tweede rij geeft het verwachte verlies:   3p + 2q + 6(1 - p - q) = 34/11

Haakjes weg en alles vermenigvuldigen met 11:
66p + 77q = 59
33p + 44q = 32

Bovenste min twee keer de onderste:
-11q = -5  dus  q = 5/11  en dan is p = 4/11

S2 kiest zijn strategieën dus met kansen  4/11 en 5/11 en 2/11  en heeft laagste maximale verlies van 34/11.
       
Waarom werkt dit niet altijd?

Dit werkte eigenlijk alleen omdat S1 maar de keuze had uit één getal, namelijk de kans op strategie 1 (kans p) . Daarmee lag de kans op strategie 2 meteen vast (kans  1 - p)  dus konden we een figuur tekenen in een plat  vlak. Er was alleen een p-as en een W-as nodig.

Als beide spelers keuzen uit meer dan 2 strategieën hebben (dus als de spelmatrix A minstens 3 ´ 3 is, dan kunnen we niet zo'n eenvoudige tekening maken.

In dat geval hebben we te maken met een lineair-programmeer-probleem met meer dan 2 variabelen.
Dat kunnen we oplossen met de simplex methode.
Dat lijkt me iets voor een volgende les.....
       

© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)