100
1 Teorema očekivane koristi Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1: (1) u(x) > u(y) akko x y (2) u(x) = u(y) akko x ~ y (3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) (4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u. Ova 4 iskaza koji opisuju funkciju korisnosti u predstavljaju teoremu očekivane koristi. Danas ćemo dokazati tu teoremu.

Teor ema očekivane koristi

  • Upload
    danika

  • View
    74

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Teor ema očekivane koristi. Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1: (1) u(x) > u(y) akko x  y (2) u(x) = u(y) akko x ~ y (3) u ( L(a, x, y) ) = au(x) + ( 1 - a)u(y) - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Teor ema očekivane koristi

1

Teorema očekivane koristi

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Ova 4 iskaza koji opisuju funkciju korisnosti u predstavljaju teoremu očekivane koristi. Danas ćemo dokazati tu teoremu.

Page 2: Teor ema očekivane koristi

2

Teorema očekivane koristi

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Ova 4 iskaza koji opisuju funkciju korisnosti u predstavljaju teoremu očekivane koristi. Danas ćemo dokazati tu teoremu.

Uslovi (1) i (2) zahtevaju da je u barem ordinalna funkcija korisnosti, (tj. za u moraju da važe uslovi koje ćemo iskazati aksiomama O1 – O8).

Page 3: Teor ema očekivane koristi

3

Teorema očekivane koristi

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Ova 4 iskaza koji opisuju funkciju korisnosti u predstavljaju teoremu očekivane koristi. Danas ćemo dokazati tu teoremu.

Uslovi (1) i (2) zahtevaju da je u barem ordinalna funkcija korisnosti, (tj. za u moraju da važe uslovi koje ćemo iskazati aksiomama O1 – O8).

(3) kaže da je korist lutrije jednaka njenoj očekivanoj koristi.

Page 4: Teor ema očekivane koristi

4

Teorema očekivane koristi

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Ova 4 iskaza koji opisuju funkciju korisnosti u predstavljaju teoremu očekivane koristi. Danas ćemo dokazati tu teoremu.

Uslovi (1) i (2) zahtevaju da je u barem ordinalna funkcija korisnosti, (tj. za u moraju da važe uslovi koje ćemo iskazati aksiomama O1 – O8).

(3) kaže da je korist lutrije jednaka njenoj očekivanoj koristi.

Dodavanjem 3. i 4. uslova na prva dva osigurava se da funkcja u izražava kardinalne vrednosti.

Page 5: Teor ema očekivane koristi

5

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Page 6: Teor ema očekivane koristi

6

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Donosioc odluke ne samo da mora (kao i kod orinalnih vrednosti) da bude u stanju da rangira po svojoj preferenciji ishode ili opcije relevantne za njegov izbor, već mora da bude u stanju da rangira i lutrije koje uključuju te opcije, i lutrije koje uključuju prvobitne lutrije, itd

Page 7: Teor ema očekivane koristi

7

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Donosioc odluke ne samo da mora (kao i kod orinalnih vrednosti) da bude u stanju da rangira po svojoj preferenciji ishode ili opcije relevantne za njegov izbor, već mora da bude u stanju da rangira i lutrije koje uključuju te opcije, i lutrije koje uključuju prvobitne lutrije, itd

Zatim, donosioc odluke mora da procenjuje složene lutrije u skladu sa računom verovatnoće (aksioma L4 o složenim lutrijama)

Page 8: Teor ema očekivane koristi

8

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Donosioc odluke ne samo da mora (kao i kod orinalnih vrednosti) da bude u stanju da rangira po svojoj preferenciji ishode ili opcije relevantne za njegov izbor, već mora da bude u stanju da rangira i lutrije koje uključuju te opcije, i lutrije koje uključuju prvobitne lutrije, itd

Zatim, donosioc odluke mora da procenjuje složene lutrije u skladu sa računom verovatnoće (aksioma L4 o složenim lutrijama)

Uvek kada su date tri opcije poređane realcijom stroge preferencije, donosilac odluke mora da bude indiferentan između srednje opcije i neke lutrije koja uključuje prvu i treću opciju (ax L1 o kontinuitetu)

Page 9: Teor ema očekivane koristi

9

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Donosioc odluke ne samo da mora (kao i kod orinalnih vrednosti) da bude u stanju da rangira po svojoj preferenciji ishode ili opcije relevantne za njegov izbor, već mora da bude u stanju da rangira i lutrije koje uključuju te opcije, i lutrije koje uključuju prvobitne lutrije, itd

Zatim, donosioc odluke mora da procenjuje složene lutrije u skladu sa računom verovatnoće (aksioma L4 o složenim lutrijama)

Uvek kada su date tri opcije poređane realcijom stroge preferencije, donosilac odluke mora da bude indiferentan između srednje opcije i neke lutrije koja uključuje prvu i treću opciju (ax L1 o kontinuitetu)

Donosilac odluke će između dve lutrije uvek izabrati onu koja ima bolji ‘dobitak’, ukoliko su u ostalim stvarima lutrije identične (L2 – ‘bolji dobitak’)

Page 10: Teor ema očekivane koristi

10

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Donosioc odluke ne samo da mora (kao i kod orinalnih vrednosti) da bude u stanju da rangira po svojoj preferenciji ishode ili opcije relevantne za njegov izbor, već mora da bude u stanju da rangira i lutrije koje uključuju te opcije, i lutrije koje uključuju prvobitne lutrije, itd

Zatim, donosioc odluke mora da procenjuje složene lutrije u skladu sa računom verovatnoće (aksioma L4 o složenim lutrijama)

Uvek kada su date tri opcije poređane realcijom stroge preferencije, donosilac odluke mora da bude indiferentan između srednje opcije i neke lutrije koja uključuje prvu i treću opciju (ax L1 o kontinuitetu)

Donosilac odluke će između dve lutrije uvek izabrati onu koja ima bolji ‘dobitak’, ukoliko su u ostalim stvarima lutrije identične (L2 – ‘bolji dobitak’)

Ako su dve lutrije identične u svemu sem u verovatnoći dobitka, donisilac odluke bira onu sa boljim šansama za dobitak (L3 – ‘bolja šansa’)

Page 11: Teor ema očekivane koristi

11

Teorema očekivane koristi

Prelaskom na kardinalne vrednosti postavljaju se strožiji uslovi racionalnosti:

Donosioc odluke ne samo da mora (kao i kod orinalnih vrednosti) da bude u stanju da rangira po svojoj preferenciji ishode ili opcije relevantne za njegov izbor, već mora da bude u stanju da rangira i lutrije koje uključuju te opcije, i lutrije koje uključuju prvobitne lutrije, itd

Zatim, donosioc odluke mora da procenjuje složene lutrije u skladu sa računom verovatnoće (aksioma L4 o složenim lutrijama)

Uvek kada su date tri opcije poređane realcijom stroge preferencije, donosilac odluke mora da bude indiferentan između srednje opcije i neke lutrije koja uključuje prvu i treću opciju (ax L1 o kontinuitetu)

Donosilac odluke će između dve lutrije uvek izabrati onu koja ima bolji ‘dobitak’, ukoliko su u ostalim stvarima lutrije identične (L2 – ‘bolji dobitak’)

Ako su dve lutrije identične u svemu sem u verovatnoći dobitka, donisilac odluke bira onu sa boljim šansama za dobitak (L3 – ‘bolja šansa’)

Ove uslove ćemo izraziti formalno i na osnovu njih dokazati teoremu

Page 12: Teor ema očekivane koristi

12

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Page 13: Teor ema očekivane koristi

13

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Page 14: Teor ema očekivane koristi

14

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

Page 15: Teor ema očekivane koristi

15

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

Page 16: Teor ema očekivane koristi

16

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

Page 17: Teor ema očekivane koristi

17

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Page 18: Teor ema očekivane koristi

18

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Obeležimo najBolje rangirane opcije sa ‘B’

Page 19: Teor ema očekivane koristi

19

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Obeležimo najBolje rangirane opcije sa ‘B’

Obeležimo najGore rangirane opcije sa ‘G’

Page 20: Teor ema očekivane koristi

20

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Obeležimo najBolje rangirane opcije sa ‘B’

Obeležimo najGore rangirane opcije sa ‘G’

Definicija lutrije:

Page 21: Teor ema očekivane koristi

21

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Obeležimo najBolje rangirane opcije sa ‘B’

Obeležimo najGore rangirane opcije sa ‘G’

Definicija lutrije:

1. Svaki osnovni dobitak je lutrija

Page 22: Teor ema očekivane koristi

22

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrija

Donosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim dobicima.

Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan

– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka

– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Obeležimo najBolje rangirane opcije sa ‘B’

Obeležimo najGore rangirane opcije sa ‘G’

Definicija lutrije:

1. Svaki osnovni dobitak je lutrija

2. Ako su L1 i L2 lutrije, onda je i L(a, L1, L2) lutrija, gde je 0 a 1

Page 23: Teor ema očekivane koristi

23

Teorema očekivane koristi

Najpre nam je potrebna definicija lutrijaDonosilac odluke bira između datih ishoda, opcija ili dobitaka. Nazovimo ih osnovnim

dobicima.Pretpostavimo još da:

– je br osnovnih dobitaka konačan i veći od jedan– donosilac odluke nije indiferentan između svih osnovnih dobitaka– je donosilac odluke rangirao dobitke po svojim preferencijama

Obeležimo najBolje rangirane opcije sa ‘B’Obeležimo najGore rangirane opcije sa ‘G’

Definicija lutrije:1. Svaki osnovni dobitak je lutrija

2. Ako su L1 i L2 lutrije, onda je i L(a, L1, L2) lutrija, gde je 0 a 13. Ništa drugo nije lutrija

Npr. L(a, B, G) označava lutriju u kojoj imamo verovatnoću a da izvučemo B (jednu od najbolje rangiranih opcija) i verovatnoću 1-a da izvučemo G (jednu od najgore rangiranih opcija

Page 24: Teor ema očekivane koristi

24

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

Page 25: Teor ema očekivane koristi

25

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

Page 26: Teor ema očekivane koristi

26

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

Page 27: Teor ema očekivane koristi

27

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

Page 28: Teor ema očekivane koristi

28

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

4. Kada pretpostavke 3 i 4 ne bi važile, da li bi teorema očekivane koristi bila netačna?

Page 29: Teor ema očekivane koristi

29

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

4. Kada pretpostavke 3 i 4 ne bi važile, da li bi teorema očekivane koristi bila netačna?

5. Koja je šansa za B u ovim lutrijama:

L(1, B, G)

Page 30: Teor ema očekivane koristi

30

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

4. Kada pretpostavke 3 i 4 ne bi važile, da li bi teorema očekivane koristi bila netačna?

5. Koja je šansa za B u ovim lutrijama:

L(1, B, G)

L(½, L(1, G, B), L(½, B, G) )

Page 31: Teor ema očekivane koristi

31

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

4. Kada pretpostavke 3 i 4 ne bi važile, da li bi teorema očekivane koristi bila netačna?

5. Koja je šansa za B u ovim lutrijama:

L(1, B, G)

L(½, L(1, G, B), L(½, B, G) )

L(a, B, B)

Page 32: Teor ema očekivane koristi

32

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

4. Kada pretpostavke 3 i 4 ne bi važile, da li bi teorema očekivane koristi bila netačna?

5. Koja je šansa za B u ovim lutrijama:

L(1, B, G)

L(½, L(1, G, B), L(½, B, G) )

L(a, B, B)

6. Zašto treba biti indiferentan između L(a, B, G) i L(1-a, G, B)?

Page 33: Teor ema očekivane koristi

33

Teorema očekivane koristi

Pitanja:

1. Zašto ne možemo pretpostaviti da postoji jedinstvena najbolja opcija (samo jedan najbolje rangirani osnovni dobitak)?

2. Zašto smo pretpostavili da mora biti više od jednog osnovnog dobitka?

3. Zašto smo pretpostavili da donosilac odluke nije indiferentan među svim osnovnim dobicima?

4. Kada pretpostavke 3 i 4 ne bi važile, da li bi teorema očekivane koristi bila netačna?

5. Koja je šansa za B u ovim lutrijama:

L(1, B, G)

L(½, L(1, G, B), L(½, B, G) )

L(a, B, B)

6. Zašto treba biti indiferentan između L(a, B, G) i L(1-a, G, B)?

7. Kako konstruisati lutriju (u skladu sa gornjom definicijom) koja je ekvivalentna lutriji sa tri dobitka, A, B, i C, ako je verovatnoća izvlačenja A 0,5, a za B i C po 0,25?

Page 34: Teor ema očekivane koristi

34

Teorema očekivane koristi

Pošto smo definisali lutrije, nabrojaćemo uslove racionalnosti iz kojih ćemo dokazati teoremu očekivane koristi.

Page 35: Teor ema očekivane koristi

35

Teorema očekivane koristi

Pošto smo definisali lutrije, nabrojaćemo uslove racionalnosti iz kojih ćemo dokazati teoremu očekivane koristi.

Najpre aksiome za ordinalne vrednosti

O1 xy (x y y x)

O2 x (x x)

O3 xyz ( x y y z x z )

plus uobičajene definicije za i ~.

Page 36: Teor ema očekivane koristi

36

Teorema očekivane koristi

Pošto smo definisali lutrije, nabrojaćemo uslove racionalnosti iz kojih ćemo dokazati teoremu očekivane koristi.Najpre aksiome za ordinalne vrednosti

O1 xy (x y y x)

O2 x (x x)

O3 xyz ( x y y z x z )plus uobičajene definicije za i ~.Kontinuitet:

L1 xyz ( x y y z a (y L(a,x,z)) )Zamenjivost (better prizes)

L2 xyza (x y L(a,x,z) L(a,y,z) )xyza (x y L(a,z,x) L(a,z,y) )

Monotonost (better chances)

L3 xyab ( (a b) (x y L(a,x,y) L(b,x,y) )Redukcija složenih lutrija

L4 xyabc ( L( a,L(b,x,y),L(c,x,y) ) L(d,x,y) )d a × b + (1 – a) × c

a, b, i c su brojevi iz intervala [0, 1]

Page 37: Teor ema očekivane koristi

37

Teorema očekivane koristi

To su bile aksome teorije odlučivanja kako smo ih do sada navodili na časovima. U dokazu teoreme očekivane koristi koristićemo drugačiju, ali ekvivalentnu aksiomatizaciju, sa većim brojem aksioma, da bi dokaz bio jednostavniji

Page 38: Teor ema očekivane koristi

38

Teorema očekivane koristi

To su bile aksome teorije odlučivanja kako smo ih do sada navodili na časovima. U dokazu teoreme očekivane koristi koristićemo drugačiju, ali ekvivalentnu aksiomatizaciju, sa većim brojem aksioma, da bi dokaz bio jednostavniji

Umesto definicije i ~ u metajeziku, ove relacije definisaćemo aksiomama, a će biti definisana u metajeziku. Aksiome L1 − L4 izrazićemo jakom umesto slabom relacijom preferencije

Page 39: Teor ema očekivane koristi

39

Teorema očekivane koristi

asimetrija

O1 xy (x y y x)

O2 xy (x y y ~ x)

O3 xy ( x ~ y (y x x y) )

povezanost

O4 xy (x y y x x~y)

tranzitivnost

O5 xyz ( x y y z x z )

O6 xyz ( x y x ~ z z y )

O7 xyz ( x y y ~ z x z )

O8 xyz ( x ~ y y ~ z x ~ z )

Page 40: Teor ema očekivane koristi

40

Teorema očekivane koristi

Kontinuitet:

L1 xyz ( x y y z a (y L(a,x,z)) )

Zamenjivost (better prizes)

L2 xyza (x y L(a,x,z) L(a,y,z) )

xyza (x y L(a,z,x) L(a,z,y) )

Monotonost (better chances)

L3 xyab ( (x y ) (a b L(a,x,y) L(b,x,y) )

Redukcija složenih lutrija

L4 xyabc ( d a × b + (1 – a) × c L( a,L(b,x,y),L(c,x,y) ) L(d,x,y) )

a, b, i c su brojevi iz intervala [0, 1]

Page 41: Teor ema očekivane koristi

41

Teorema očekivane koristi

Dokaz ćemo izvesti iz dva dela.

Prvi deo dokazuje postojanje funkcije u koja zadovoljava malopre nabrojane uslove racionalnosti.

Page 42: Teor ema očekivane koristi

42

Teorema očekivane koristi

Dokaz ćemo izvesti iz dva dela.

Prvi deo dokazuje postojanje funkcije u koja zadovoljava malopre nabrojane uslove racionalnosti.

Drugi deo pokazuje da sem funkcije čije smo postojanje utvrdili u prvom delu i njenih linearnih transformacija nijedna druga funkcija ne zadovoljava uslove racionalnosti

Nazovimo prvi deo dokazom postojanja, a drugi dokazom jedinstvenosti

Page 43: Teor ema očekivane koristi

43

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Prisetite da imamo bar dva osnovna dobitka B i G, da donosioc odluke ni jedan osnovni dobitak ne želi više od B, nijedan manje od G, i B G.

Page 44: Teor ema očekivane koristi

44

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Prisetite da imamo bar dva osnovna dobitka B i G, da donosioc odluke ni jedan osnovni dobitak ne želi više od B, nijedan manje od G, i B G.

Kako se sve lutrije grade iz osnovnih dobitaka i vrednuju u skladu sa računom verovatnoće, ne postoji lutrija poželjnija od B niti manje pošeljna od G (uporedite pitanja 4-8 u prvom sledećem skupu pitanja)

Page 45: Teor ema očekivane koristi

45

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Prisetite da imamo bar dva osnovna dobitka B i G, da donosioc odluke ni jedan osnovni dobitak ne želi više od B, nijednju manje od G, i B G.

Kako se sve lutrije grade iz osnovnih dobitaka i vrednuju u skladu sa računom verovatnoće, ne postoji lutrija poželjnija od B niti manje pošeljna od G (uporedite pitanja 4-8 u prvom sledećem skupu pitanja)

Uzimajući 1 za vrh skale korisnosti i 0 za dno, stipuliramo da:

u(B) = 1 x (x~B u(x) = 1)

u(G) = 0 x (x~G u(x) = 0)

Page 46: Teor ema očekivane koristi

46

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Prisetite da imamo bar dva osnovna dobitka B i G, da donosioc odluke ni jedan osnovni dobitak ne želi više od B, nijednju manje od G, i B G.

Kako se sve lutrije grade iz osnovnih dobitaka i vrednuju u skladu sa računom verovatnoće, ne postoji lutrija poželjnija od B niti manje pošeljna od G (uporedite pitanja 4-8 u prvom sledećem skupu pitanja)

Uzimajući 1 za vrh skale korisnosti i 0 za dno, stipuliramo da:

u(B) = 1 x (x~B u(x) = 1)

u(G) = 0 x (x~G u(x) = 0)

Pošto smo se pobrinuli za krajnosti, moramo definisati u za one u sredini. Neka je x lutrija takva da

B x x G

Page 47: Teor ema očekivane koristi

47

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Prisetite da imamo bar dva osnovna dobitka B i G, da donosioc odluke ni jedan osnovni dobitak ne želi više od B, nijednju manje od G, i B G.

Kako se sve lutrije grade iz osnovnih dobitaka i vrednuju u skladu sa računom verovatnoće, ne postoji lutrija poželjnija od B niti manje pošeljna od G (uporedite pitanja 4-8 u prvom sledećem skupu pitanja)

Uzimajući 1 za vrh skale korisnosti i 0 za dno, stipuliramo da:

u(B) = 1 x (x~B u(x) = 1)

u(G) = 0 x (x~G u(x) = 0)

Pošto smo se pobrinuli za krajnosti, moramo definisati u za one u sredini. Neka je x lutrija takva da

B x x GPo aksiomi kontinuiteta mora postojati broj a, 0 a 1, takav da

x ~ L(a, B, G)

Page 48: Teor ema očekivane koristi

48

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Prisetite da imamo bar dva osnovna dobitka B i G, da donosioc odluke ni jedan osnovni dobitak ne želi više od B, nijednju manje od G, i B G.

Kako se sve lutrije grade iz osnovnih dobitaka i vrednuju u skladu sa računom verovatnoće, ne postoji lutrija poželjnija od B niti manje pošeljna od G (uporedite pitanja 4-8 u prvom sledećem skupu pitanja)

Uzimajući 1 za vrh skale korisnosti i 0 za dno, stipuliramo da:

u(B) = 1 x (x~B u(x) = 1)

u(G) = 0 x (x~G u(x) = 0)

Pošto smo se pobrinuli za krajnosti, moramo definisati u za one u sredini. Neka je x lutrija takva da

B x x GPo aksiomi kontinuiteta mora postojati broj a, 0 a 1, takav da

x ~ L(a, B, G)

Ako je a jedinstven, onda smemo da stipuliramo da je u(x) = a. Dokažimo da jeste jedinstven.

Page 49: Teor ema očekivane koristi

49

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

Page 50: Teor ema očekivane koristi

50

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

ali ovo je protivurečno jer su obe lutrije indiferentne sa x. Dakle, b = a.

Page 51: Teor ema očekivane koristi

51

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

ali ovo je protivurečno jer su obe lutrije indiferentne sa x. Dakle, b = a.

QED?

Page 52: Teor ema očekivane koristi

52

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

ali ovo je protivurečno jer su obe lutrije indiferentne sa x. Dakle, b = a. QED

Sada možemo da stipuliramo:

u(x) = a

gde je a broj za koji x ~ L(a, B, G)

Page 53: Teor ema očekivane koristi

53

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

ali ovo je protivurečno jer su obe lutrije indiferentne sa x. Dakle, b = a. QED

Sada možemo da stipuliramo:

u(x) = a

gde je a broj za koji x ~ L(a, B, G)

Zamenom jednakih vrednosti dobijamo da

(*) x ~ L(u(x), B, G)

Page 54: Teor ema očekivane koristi

54

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

ali ovo je protivurečno jer su obe lutrije indiferentne sa x. Dakle, b = a. QED

Sada možemo da stipuliramo:

u(x) = a

gde je a broj za koji x ~ L(a, B, G)

Zamenom jednakih vrednosti dobijamo da

(*) x ~ L(u(x), B, G)

Za sada smo ustanovili postojanje funkcije u koja dodeljuje broj svakoj lutriji.

Page 55: Teor ema očekivane koristi

55

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Neka ba i x ~ L(b, B, G)

Ako je b a, onda po ax L2 (bolje šanse):

L(b, B, G) L(a, B, G)

ali ovo je protivurečno jer su obe lutrije indiferentne sa x. Dakle, b = a. QED

Sada možemo da stipuliramo:

u(x) = a

gde je a broj za koji x ~ L(a, B, G)

Zamenom jednakih vrednosti dobijamo da

(*) x ~ L(u(x), B, G)

Za sada smo ustanovili postojanje funkcije u koja dodeljuje broj svakoj lutriji.

Potrebno je još pokazati da je u funkcija kardinalne koristi, koja zadovoljava svojstvo očekivane koristi

Page 56: Teor ema očekivane koristi

56

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pokažimo najpre da važi

(1) u(x) > u(y) akko x y

Page 57: Teor ema očekivane koristi

57

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pokažimo najpre da važi

(1) u(x) > u(y) akko x yDokaz:

Po L3 imamo

a L(u(x),B,G) L(u(y),B,G) u(x) > u(y)

Page 58: Teor ema očekivane koristi

58

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pokažimo najpre da važi

(1) u(x) > u(y) akko x yDokaz:

Po L3 imamo

a L(u(x),B,G) L(u(y),B,G) u(x) > u(y)

iz (*) sledi da

b x ~ L(u(x), B, G) i y ~ L(u(y), B, G)

Page 59: Teor ema očekivane koristi

59

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pokažimo najpre da važi

(1) u(x) > u(y) akko x yDokaz:

Po L3 imamo

a L(u(x),B,G) L(u(y),B,G) u(x) > u(y)

iz (*) sledi da

b x ~ L(u(x), B, G) i y ~ L(u(y), B, G)

Koristeći O-axiome, lako dokazujemo

c xy z w ( x ~ y z ~ w (x z y w) )

Page 60: Teor ema očekivane koristi

60

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pokažimo najpre da važi

(1) u(x) > u(y) akko x yDokaz:

Po L3 imamo

a L(u(x),B,G) L(u(y),B,G) u(x) > u(y)

iz (*) sledi da

b x ~ L(u(x), B, G) i y ~ L(u(y), B, G)

Koristeći O-axiome, lako dokazujemo

c xy z w ( x ~ y z ~ w (x z y w) )

(1) direktno sledi iz ovoga i a i b. QED

Page 61: Teor ema očekivane koristi

61

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Sada je lako dokazati

(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

jer ako x~y i u(x) u(y), onda po (1) x y, što je protivurečno (... nastavite sami)

Page 62: Teor ema očekivane koristi

62

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Ostatak ovog dela dokaza bavi se dokazivanjem da za sve lutrije x i y:

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

Page 63: Teor ema očekivane koristi

63

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Ostatak ovog dela dokaza bavi se dokazivanjem da za sve lutrije x i y:

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

Najpre dokazujemo lemu koju ćemo zvati Uslov supstitucije lutrija:

Ako x ~ L(a, y, z), onda

(a) L(c, x, v) ~ L(c, L(a, y, z), v) i

(b) L(c, v, x) ~ L(c, v, L(a, y, z))

Page 64: Teor ema očekivane koristi

64

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Ostatak ovog dela dokaza bavi se dokazivanjem da za sve lutrije x i y:

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

Najpre dokazujemo lemu koju ćemo zvati Uslov supstitucije lutrija:

Ako x ~ L(a, y, z), onda

(a) L(c, x, v) ~ L(c, L(a, y, z), v) i

(b) L(c, v, x) ~ L(c, v, L(a, y, z))

Dokaz:

Umesto L(a, y, z) pisaćemo skraćeno L

Po O4, L(c, x, z) i L(c, L, v) su ili jednako poželjne ili je jedna poželjnija od druge.

Pretpostavimo L(c, x, z) L(c, L, v)

Page 65: Teor ema očekivane koristi

65

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Ostatak ovog dela dokaza bavi se dokazivanjem da za sve lutrije x i y:

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

Najpre dokazujemo lemu koju ćemo zvati Uslov supstitucije lutrija:

Ako x ~ L(a, y, z), onda

(a) L(c, x, v) ~ L(c, L(a, y, z), v) i

(b) L(c, v, x) ~ L(c, v, L(a, y, z))

Dokaz:

Umesto L(a, y, z) pisaćemo skraćeno L

Po O4, L(c, x, z) i L(c, L, v) su ili jednako poželjne ili je jedna poželjnija od druge.

Pretpostavimo L(c, x, z) L(c, L, v)

Tada po L2, x L, a pošli smo od pretpostavke...

Page 66: Teor ema očekivane koristi

66

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pošto smo dokazali lemu, vraćamo se dokazu za (3)

Sada ćemo ‘L’ koristiti kao skraćenicu za L(a, x,y). Iz (*) sledi:

(a) L ~ L( u(L), B, G )

x ~ L( u(x), B, G )

y ~ L( u(y), B, G )

Page 67: Teor ema očekivane koristi

67

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pošto smo dokazali lemu, vraćamo se dokazu za (3)

Sada ćemo ‘L’ koristiti kao skraćenicu za L(a, x,y). Iz (*) sledi:

(a) L ~ L( u(L), B, G )

x ~ L( u(x), B, G )

y ~ L( u(y), B, G )

Zamenom L( u(x), B, G ) za x i L( u(y), B, G ) za y u L, na osnovu leme o supstituciji:

L ~ L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) )

Page 68: Teor ema očekivane koristi

68

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pošto smo dokazali lemu, vraćamo se dokazu za (3)

Sada ćemo ‘L’ koristiti kao skraćenicu za L(a, x,y). Iz (*) sledi:

(a) L ~ L( u(L), B, G )

x ~ L( u(x), B, G )

y ~ L( u(y), B, G )

Zamenom L( u(x), B, G ) za x i L( u(y), B, G ) za y u L, na osnovu leme o supstituciji:

L ~ L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) )

Složenu lutriju sa desne strane možemo svesti na jednostavnu na osnovu ax L4:

L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) ) ~ L(d, B, G)

gde je d = au(x) + (1-a)u(y)

Page 69: Teor ema očekivane koristi

69

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pošto smo dokazali lemu, vraćamo se dokazu za (3)

Sada ćemo ‘L’ koristiti kao skraćenicu za L(a, x,y). Iz (*) sledi:

(a) L ~ L( u(L), B, G )

x ~ L( u(x), B, G )

y ~ L( u(y), B, G )

Zamenom L( u(x), B, G ) za x i L( u(y), B, G ) za y u L, na osnovu leme o supstituciji:

L ~ L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) )

Složenu lutriju sa desne strane možemo svesti na jednostavnu na osnovu ax L4:

L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) ) ~ L(d, B, G)

gde je d = au(x) + (1-a)u(y)

Na osnovu O-axioma:

L ~ L(d, B, G)

Page 70: Teor ema očekivane koristi

70

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pošto smo dokazali lemu, vraćamo se dokazu za (3)

Sada ćemo ‘L’ koristiti kao skraćenicu za L(a, x,y). Iz (*) sledi:

(a) L ~ L( u(L), B, G )

x ~ L( u(x), B, G )

y ~ L( u(y), B, G )

Zamenom L( u(x), B, G ) za x i L( u(y), B, G ) za y u L, na osnovu leme o supstituciji:

L ~ L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) )

Složenu lutriju sa desne strane možemo svesti na jednostavnu na osnovu ax L4:

L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) ) ~ L(d, B, G)

gde je d = au(x) + (1-a)u(y)

Na osnovu O-axioma:

L ~ L(d, B, G)

Iz ovoga i (a) sledi

L( u(L), B, G ) ~ L(d, B, G)

Page 71: Teor ema očekivane koristi

71

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pošto smo dokazali lemu, vraćamo se dokazu za (3)

Sada ćemo ‘L’ koristiti kao skraćenicu za L(a, x,y). Iz (*) sledi:

(a) L ~ L( u(L), B, G )

x ~ L( u(x), B, G )

y ~ L( u(y), B, G )

Zamenom L( u(x), B, G ) za x i L( u(y), B, G ) za y u L, na osnovu leme o supstituciji:

L ~ L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) )

Složenu lutriju sa desne strane možemo svesti na jednostavnu na osnovu ax L4:

L( a, L(u(x), B, G), L(u(y), B, G) ) ~ L(d, B, G)

gde je d = au(x) + (1-a)u(y)

Na osnovu O-axioma:

L ~ L(d, B, G)

Iz ovoga i (a) sledi

L( u(L), B, G ) ~ L(d, B, G)

Ako u(L) d, onda iz L3 sledi protivurečnost. Dakle u(L) = d, kao što tvrdi (3). QED

Page 72: Teor ema očekivane koristi

72

Teorema očekivane koristiprvi deo dokaza - postojanje

Pitanja:

1. Kortisteći prvi deo dokaza teoreme očekivane koristi dokažite:

a L(1, x, y) ~ x

b L(0, x, y) ~ y

c L(a, x, y) ~ L(1-a, y, x)

d L(a, x,x) ~ x

2. Dokažite teoremu supstitucije lutrija pod (b), slajd 65

3. Koristeći O-aksiome, dokažite

Ako x~y i z~w, onda x y ako i samo ako y w4. U odgovoru na ovo i sledeća pitanja nemojte se pozivati na princip očekivane koristi.

Koristite umesto toga uslove racionalnosti.

a Ne posotoji broj a ili osnovni dobitak x različit od B za koji L(a, x, y) L(a, B,

B) ili L(a, B, x) L(a, B, B)

b Ne posotoji broj a ili osnovni dobitaci x i y različiti od B za koje L(a, x, y)

L(a, B, B)

Page 73: Teor ema očekivane koristi

73

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Teorema očekivane koristi:

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Dokazali smo da postoji funkcija u koja zadovoljava 1-3

Page 74: Teor ema očekivane koristi

74

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Teorema očekivane koristi:

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Dokazali smo da postoji funkcija u koja zadovoljava 1-3

Drugi deo dokaza – jedinstvenost – sastoji se u ovome: treba pokazati da svaka funkcija u’ definisana na istom skupu opcija kao funcija u, koja zadovoljave iste uslove 1-3 kao i funkcija u, jeste linearna transformacija od u, tj. može da se pretstavi ovako:

u’(x) = cu(x) + d

gde je d realni broj i c je pozitivni realni broj.

Page 75: Teor ema očekivane koristi

75

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Teorema očekivane koristi:

Za svake dve opcije x i y i realan pozitivni broj a koji nije veći od 1:

(1) u(x) > u(y) akko x y(2) u(x) = u(y) akko x ~ y

(3) u( L(a, x, y) ) = au(x) + (1 - a)u(y)

(4) Svaka u ' koja zadovoljava (l)-(3) je pozitivna linearna transformacija od u.

Dokazali smo da postoji funkcija u koja zadovoljava 1-3

Drugi deo dokaza – jedinstvenost – sastoji se u ovome: treba pokazati da svaka funkcija u’ definisana na istom skupu opcija kao funcija u, koja zadovoljave iste uslove 1-3 kao i funkcija u, jeste linearna transformacija od u, tj. može da se pretstavi ovako:

u’(x) = cu(x) + d

gde je d realni broj i c je pozitivni realni broj.

Skala funkcije u ide od 0 do 1.

u’ skala ide od d do d+c (zašto?)

Page 76: Teor ema očekivane koristi

76

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu

Page 77: Teor ema očekivane koristi

77

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) )

Page 78: Teor ema očekivane koristi

78

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

Page 79: Teor ema očekivane koristi

79

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Page 80: Teor ema očekivane koristi

80

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih

Page 81: Teor ema očekivane koristi

81

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih.

Zbog toga je i broj ak+(1-a)m na u-skali broj ak+(1-a)m

Page 82: Teor ema očekivane koristi

82

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih.

Zbog toga je i broj ak+(1-a)m na u-skali broj ak+(1-a)m

Stavljanjem tog broja u (a) umesto e dobijamo

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

Page 83: Teor ema očekivane koristi

83

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih.

Zbog toga je i broj ak+(1-a)m na u-skali broj ak+(1-a)m

Stavljanjem tog broja u (a) umesto e dobijamo

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

u-1 (ak+(1-a)m) je lutrija čija je korist na u-skali u-1 ak+(1-a)m

Page 84: Teor ema očekivane koristi

84

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih.

Zbog toga je i broj ak+(1-a)m na u-skali broj ak+(1-a)m

Stavljanjem tog broja u (a) umesto e dobijamo

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

u-1 (ak+(1-a)m) je lutrija čija je korist na u-skali u-1 ak+(1-a)m. Neka su k i m korsiti na u-skali za lutrije x i y redom. Tada na osnovu (3) (sa slajda 75), imamo:

Page 85: Teor ema očekivane koristi

85

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih.

Zbog toga je i broj ak+(1-a)m na u-skali broj ak+(1-a)m

Stavljanjem tog broja u (a) umesto e dobijamo

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

u-1 (ak+(1-a)m) je lutrija čija je korist na u-skali u-1 ak+(1-a)m. Neka su k i m korsiti na u-skali za lutrije x i y redom. Tada na osnovu (3) (sa slajda 75), imamo:

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

Page 86: Teor ema očekivane koristi

86

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Neka je I funkcija koja prevodi vrednosti sa u-skale na u’-skalu:

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

u-1 je inverzna funkcija od u. Dakle vrednost funkcije u-1(e) je lutrija čija je korist na u-skali izražena brojem e

Uzmimo sada dva broja k i m sa u-skale. Primetite da za svaki broj a takav da 0 ≤ a ≤ 1, važi da je broj ak+(1-a)m između k i m ili jednak jednom od njih.

Zbog toga je i broj ak+(1-a)m na u-skali broj ak+(1-a)m

Stavljanjem tog broja u (a) umesto e dobijamo

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

u-1 (ak+(1-a)m) je lutrija čija je korist na u-skali u-1 ak+(1-a)m. Neka su k i m korsiti na u-skali za lutrije x i y redom. Tada na osnovu (3) (sa slajda 75), imamo:

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

Iz toga sledi

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Page 87: Teor ema očekivane koristi

87

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Page 88: Teor ema očekivane koristi

88

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Pošto i u’ zadovoljava treći uslov (očekivane koristi), imamo:

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

Page 89: Teor ema očekivane koristi

89

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Pošto i u’ zadovoljava treći uslov (očekivane koristi), imamo:

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

Kako je u(x)=k i u(y)=m, onda

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

Page 90: Teor ema očekivane koristi

90

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Pošto i u’ zadovoljava treći uslov (očekivane koristi), imamo:

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

Kako je u(x)=k i u(y)=m, onda

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

Kada to zamenimo u (e) i (d) dobijamo

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

Page 91: Teor ema očekivane koristi

91

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Pošto i u’ zadovoljava treći uslov (očekivane koristi), imamo:

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

Kako je u(x)=k i u(y)=m, onda

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

Kada to zamenimo u (e) i (d) dobijamo

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

Primetite da u-1(u(x)) = x. Zamenom u(x) umesto e u (a), dobijamo:

Page 92: Teor ema očekivane koristi

92

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Pošto i u’ zadovoljava treći uslov (očekivane koristi), imamo:

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

Kako je u(x)=k i u(y)=m, onda

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

Kada to zamenimo u (e) i (d) dobijamo

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

Primetite da u-1(u(x)) = x. Zamenom u(x) umesto e u (a), dobijamo:

(h) I(u(x)) = u’(x)

Page 93: Teor ema očekivane koristi

93

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

Pošto i u’ zadovoljava treći uslov (očekivane koristi), imamo:

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

Kako je u(x)=k i u(y)=m, onda

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

Kada to zamenimo u (e) i (d) dobijamo

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

Primetite da u-1(u(x)) = x. Zamenom u(x) umesto e u (a), dobijamo:

(h) I(u(x)) = u’(x)

Sledeća jednačina je trivijalno istinita:

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

Page 94: Teor ema očekivane koristi

94

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

(h) I(u(x)) = u’(x)

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

Onda iz (g), (h) i (i):

(j) u’(x) = I(u(x)) = I( u(x)1 + (1-u(x))0 ) = u(x)I(1) + (1-u(x))I(0) =

= u(x)( I(1) - I(0) ) + I(0)

Page 95: Teor ema očekivane koristi

95

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

(h) I(u(x)) = u’(x)

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

Onda iz (g), (h) i (i):

(j) u’(x) = I(u(x)) = I( u(x)1 + (1-u(x))0 ) = u(x)I(1) + (1-u(x))I(0) =

= u(x)( I(1) - I(0) ) + I(0)

Neka je

(k) c = I(1) - I(0) i d = I(0)

Page 96: Teor ema očekivane koristi

96

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

(h) I(u(x)) = u’(x)

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

Onda iz (g), (h) i (i):

(j) u’(x) = I(u(x)) = I( u(x)1 + (1-u(x))0 ) = u(x)I(1) + (1-u(x))I(0) =

= u(x)( I(1) - I(0) ) + I(0)

Neka je

(k) c = I(1) - I(0) i d = I(0)

Zamenom u (j) dobijamo

u’(x) = cu(x) + d

Page 97: Teor ema očekivane koristi

97

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

(h) I(u(x)) = u’(x)

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

(j) u’(x) = I(u(x)) = I( u(x)1 + (1-u(x))0 ) = u(x)I(1) + (1-u(x))I(0) =

= u(x)( I(1) - I(0) ) + I(0)

(k) c = I(1) - I(0) i d = I(0)

u’(x) = cu(x) + d

Page 98: Teor ema očekivane koristi

98

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

(h) I(u(x)) = u’(x)

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

(j) u’(x) = I(u(x)) = I( u(x)1 + (1-u(x))0 ) = u(x)I(1) + (1-u(x))I(0) =

= u(x)( I(1) - I(0) ) + I(0)

(k) c = I(1) - I(0) i d = I(0)

u’(x) = cu(x) + d

Za domaći dokažite samo da je c > 0 i QED.

Page 99: Teor ema očekivane koristi

99

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

(a) I(e) = u’( u-1(e) ) = f

(b) I(ak+(1-a)m) = u’ ( u-1 (ak+(1-a)m) )

(c) u ( L(a,x,y) ) = au(x) + (1 - a)u(y) = ak+(1-a)m

(d) I(ak+(1-a)m) = u’ ( L(a,x,y) )

(e) u’ ( L(a,x,y) ) = au’(x) + (1 - a)u’(y)

(f) I(k) = u’(x) i I(m) = u’(y)

(g) I(ak+(1-a)m) = a I(k) + (1-a) I(m)

(h) I(u(x)) = u’(x)

(i) u(x) = u(x)1 + (1-u(x))0

(j) u’(x) = I(u(x)) = I( u(x)1 + (1-u(x))0 ) = u(x)I(1) + (1-u(x))I(0) =

= u(x)( I(1) - I(0) ) + I(0)

(k) c = I(1) - I(0) i d = I(0)

u’(x) = cu(x) + d

Za domaći dokažite samo da je c > 0 i QED.

Još za domaći: pitanja 2 i 3 sa slajda 72.

Page 100: Teor ema očekivane koristi

100

Teorema očekivane koristidrugi deo dokaza - jedinstvenost

Pitanja:

1. Dokažite da za bilo koji broj broj k na u-skali postoji lutrija x takva da je

u(x) = k

2. Pokažite kako može skala od 0 do 1 da se transformiše u skalu od 1 do 100. Kako transformisati skalu -5 do 5 u skalu 0-1?