Материал: 4329

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

26

(1;6) . Через точки (0;9) и (1; 6) проведем прямую b1 . Аналогично строим прямую b2 , соответствующую применению вторым игроком стратегии B2 .

Выделяем нижнюю границу b2Mb1 , в которой точка М соответствует максимуму (рис. 6).

Рис. 6

Уравнение прямой b1 , проходящей через точки (0; 9) и (1; 6), имеет

вид

 

y 9

 

x 0

 

или

y 3x 9 .

 

 

6 9

1 0

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение прямой

b2 , проходящей через точки (0; 6)

и (1; 8), имеет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 6

 

x 0

или

y 2x 6.

 

 

 

8 6

1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Координаты точки М,

как точки пересечения прямых b1

и b2 , находим

из системы

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 2x 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x 9

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

y

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получаем оптимальную стратегию игрока А:

 

 

 

 

 

 

 

p 1 x

 

1 3

 

 

2

 

,

 

p

x

 

3 ,

y

 

 

36

.

M

5

 

M

M

 

2

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

5

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О т в е т :

 

SA

0;

 

 

 

;

 

 

 

;0

– оптимальная стратегия игрока А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

;

 

 

 

 

– оптимальная стратегия игрока В,

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

 

 

цена игры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Индивидуальные задания

Решить графическим методом игру с платежной матрицей P.

1. Р 8

5 3 6 7 ,

 

2.

Р 2

4 0 3 5

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

4

7 9 5 8

,

4.

6

3 8 4 2

 

Р 5

3

6 4 5

Р 3

5 1 4 6

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

6

8 1 2

 

 

7

4 9 5 3

 

 

 

2

5

 

 

 

6

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1

 

 

 

 

4

6

 

 

 

5.

Р

 

,

 

 

6.

Р

 

,

 

 

 

3

7

 

 

 

2

7

 

 

 

7.

4

6

 

,

8.

1

8

 

 

 

Р 4

7 1 2

Р 2

3 1 5 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

0

3 4

2

 

10.

4

1 6 0

 

 

Р 3

4

5 4

,

 

Р 8

0

6 7 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

6

4 5

 

 

 

3

6 3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

2

5

 

 

 

 

6

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1

 

 

 

 

4

6

 

 

 

11.

Р

 

 

,

 

 

12.

Р

 

 

,

 

 

3

7

 

 

 

 

2

7

 

 

13.

4

6

0

3 ,

14.

1

8

3 4

,

Р 4

6

Р 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 0 7

2

 

4

3 2 2

 

 

 

2

7

3

4

 

 

 

 

 

 

 

15.

Р

5

1

9

6

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

СВЕДЕНИЕ МАТРИЧНОЙ ИГРЫ К ЗАДАЧЕ ЛИНЕЙНОГО

ПРОГРАММИРОВАНИЯ

 

3.1. Теоретическая часть

 

Рассмотрим матричную игру

m n без седловой точки с платежной

матрицей Р.

 

Допустим, что все выигрыши

ai j ( i = 1, 2, 3, … , m ; j = 1, 2, 3, … , n )

положительны (этого всегда можно добиться, прибавляя ко всем элементам матрицы достаточно большое число С, от этого, как уже отмечалось, цена игры

увеличится на С, а оптимальные стратегии игроков S*

и

S*

не изменятся).

 

А

 

B

 

Если все

ai j положительны, то и цена игры

 

при оптимальной

стратегии тоже

положительна, так как .

 

 

 

В соответствии с основной теоремой матричных игр, если платежная матрица не имеет седловой точки, то имеется пара оптимальных смешанных

стратегий S*

и

S* , применение которых обеспечивает игрокам получение

А

 

B

 

 

цены игры .

 

 

 

 

Найдем в начале S*

, для этого предположим, что игрок В отказался от

 

 

А

 

 

своей оптимальной

смешанной стратегии S*

и применяет только чистые

 

 

 

B

 

xm , удовлетворяющие

29

стратегии. В каждом из этих случаев выигрыш игрока А будет не меньше, чем. Иными словами, выполняются следующие соотношения

m

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

aij

pi v ( j 1, 2, ... , n ) ;

pi

1,

 

pi

0

(i 1, 2, ... , m),

i 1

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

которые с учетом обозначений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

pi

( i 1, 2, ... , m)

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно записать так

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

m

 

1

 

 

 

 

 

aij xi

1 ( j 1, 2, ... , n) ;

xi

 

 

,

xi

0

(i 1, 2, ... , m).

v

i 1

 

 

i 1

 

 

 

 

 

Поскольку игрок А стремится сделать гарантированный выигрыш максимально возможным, то задача отыскания решения матричной игры сводится к следующей задаче линейного программирования:

найти неотрицательные величины x1, x2 , … ,

неравенствам

m

aij xi 1 ( j 1, 2, ... , n),

i1

итакие, что их сумма минимальна

m

L(x) xi min .

i 1

Решив эту задачу ЛП, получим оптимальную стратегию S*А .

Аналогично находим оптимальную

стратегию

S*

игрока

В.

 

 

B

 

 

Предположим, что игрок А отказался от своей оптимальной стратегии S*

и

 

 

 

А

 

применяет только чистые стратегии. Тогда проигрыш игрока

В

в каждом из

этих случаев будет не больше, чем .

Иными словами,

выполняются

следующие соотношения

30

n

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

aij q j

v (i 1, 2, ... , m) ; q j

1,

 

q j 0

( j 1, 2, ... , n),

j 1

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

которые с учетом обозначений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y j

q j

( j

1, 2, ... , n)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно записать так

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

n

 

 

1

 

 

 

 

aij y jk

1 (i 1, 2, ... , m) ; y j

 

 

,

y j 0

( j 1, 2, ... , n).

v

j 1

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку игрок В стремится сделать свой гарантированный проигрыш минимально возможным, то задача отыскания решения матричной игры сводится к следующей задаче линейного программирования:

найти неотрицательные величины y1, y2 , … , yn , удовлетворяющие

неравенствам

n

aij y j 1 ( i 1,2,..., m ),

j 1

и такие, что их сумма максимальна

n

L( y) y j max

j 1

Эта задача является двойственной по отношению к предыдущей задаче.

Решая двойственную задачу ЛП, получим оптимальную стратегию SB* .

Таким

образом,

оптимальные стратегии S*

p*, p*, ... ,

p*

и

 

 

 

 

A

1 2

m

 

S*

q*, q*, ... , q*

матричной игры m n

с платежной матрицей

Р

B

1

2

n

 

 

 

 

могут быть найдены

путем решения пары двойственных задач линейного

программирования: