Геометрическое решение игр .
Игры с двумя стратегиями можно решить геометрически. Для этого начинаем решать игру со стороны игрока, у которого две стратегии.
Пусть этот игрок А.
Решается по принципу минимакса для игрока А.
Решение необязательно находится на пересечении линий.
Рассмотрим задачу со стороны игрока В.
Если у одного игрока 2 стороны, а у другого много, то игру также можно решить геометрически.
В результате упрощения, игра имеет вид:
B1 | ![]() | ![]() | B4 | |
A1 | -1 | -3 | ||
A2 | -1 | -5 |
Решим игру относительно игрока А:
![]() |
Для решения необходимо решить совместное уравнение В4, В1.
Тангенс угла наклона
![]() |
A1:
A2:
Решение игр m ´ n.
Пусть у игрока ,
стратегий, а у
. В общем случае игра имеет решение в области смешанных стратегий. Таким образом, чтобы решить игру надо найти
и
. Пусть игрок
применяет свою оптимальную смешанную стратегию, а игрок
чистую. При этом поучится выигрыш:
По определению решения игры, отклонение игрока от своей оптимальной стратегии невыгодно для него. Если бы все стратегии были активными, то можно было бы поставить “ = ” в выражение
.
В дальнейшем будем считать, что величина цены игры . Этого можно добиться, если первоначальную платёжную матрицу
сместить вверх, т. е. прибавить величину
к каждому элементу матрицы. При этом решение игры не меняется.
Разделим левую и правую часть неравенств на величину , и обозначим величины
. Тогда получим систему ограничений в следующем виде:
Так как то:
Так как необходимо выбрать такие вероятности , что бы цена игры была максимальной, то можно считать, что
. Получили следующую задачу линейного программирования: найти такие неотрицательные величины
которые бы удовлетворяли системе уравнений
и при этом минимизировали линейную систему
. Аналогично рассмотрим игру со стороны игрока
.
Аналогично делим на и обозначим
. Получим задачу:
Так как игрок стремится уменьшить выигрыш, то решение игры
может быть сведено к решению пары задач линейного программирования.
Рассмотрим вопрос существования решения задач . Доказательство существования этого решения будет доказательством основной теоремы теории игр.
Доказательство: из теории линейного программирования известно, что задача линейного программирования не имеет решения в двух случаях:
1) Нет допустимого решения, т. е. система ограничений несовместна.
2) Целевая функция не ограничена.
Покажем, что любая пара задач линейного программирования имеет решение: возьмём и
. Рассмотрим самый маленький выигрыш матрицы
:
. Тогда в качестве решения можно взять следующее:
. Подставим это решение во все строки линейных неравенств
. Так как
, то, например,
всегда, а остальные равны нулю, то у нас есть решение всегда. Так как вероятности и цена игры больше нуля, поэтому
. Так как
, то минимальная величина ограничена по крайней мере нулём, таким образом мы доказали, что решение
и
всегда существуют. А если существует
, то существует
, и значит существует
во второй задаче. Мы доказали основную теорему теории игр: любая матричная игра имеет решение в области смешанных стратегий.