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1.5.2 势博弈的性质

定理1-4 每一个有限的势博弈至少存在一个纯策略纳什均衡。

事实上,每一个可以最大化势函数的策略组合 s 都是势博弈的纯策略纳什均衡解。然而,其他纯策略纳什均衡解也有可能存在,这就要求计算所有参与者的势函数。对于无限势博弈而言,存在如下结论。

定理1-5 对于 n 个参与者的无限势博弈,若一个纯策略纳什均衡存在,则必须满足条件:①每个参与者的策略集合 S i 是紧集;②势函数 φ : S R 在策略空间 S 上是上半连续的。

势博弈的最大优势在于其纯策略纳什均衡解一定存在。此外,如果策略空间 S 是紧凸集,并且势函数 φ S 上是严格凹函数而在 S 内部是连续可微的,则此时的势博弈存在唯一的纳什均衡解。对于普通势博弈来说,假设存在势函数且为凹函数,每一个均衡点都对应势函数的最(大)值点。当势函数是一个严格凹函数时,存在唯一的最大值点,也代表均衡点有且只有一个。也就是说,通过多种迭代过程(如高斯–赛德尔迭代、雅可比迭代)可以到达纳什均衡的最优状态。

定理1-6 对于 n 个参与者的策略型博弈 G ={ S 1 , S 2 ,…, S n ; u 1 , u 2 ,…, u n },假设对于任意实数域上的策略集合 S i , i 的支付函数二阶连续可微,则该博弈 G 是势博弈的充要条件为 xkNn3k+o2ekJm8Y93TrQfh57ogC0Elj7d3I7B4DgGzfunzJ5maM6MslQ2TN8ZDwh

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