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Teoria dos Jogos

Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

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Teoria dos Jogos

Page 2: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Teoria dos Jogos

A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico

de agentes

Page 3: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Teoria dos Jogos

A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico

de agentesque entendem que suas ações

afetam as ações de outros agentes

Page 4: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Algumas Aplicações da Teoria dos Jogos

Oligopólios

Page 5: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Algumas Aplicações da Teoria dos Jogos

Oligopólios

Cartéis

Page 6: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Algumas Aplicações da Teoria dos Jogos

Oligopólios

Cartéis

Externalidades

Page 7: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Algumas Aplicações da Teoria dos Jogos

Oligopólios

Cartéis

Externalidades

Estratégias militares

Page 8: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Que é um Jogo?

Page 9: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Que é um Jogo?Um jogo consiste de

Page 10: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Que é um Jogo?Um jogo consiste de

um conjunto de jogadores

Page 11: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Que é um Jogo?Um jogo consiste de

um conjunto de jogadores

um conjunto de estratégias para cada jogador

Page 12: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Que é um Jogo?Um jogo consiste de

um conjunto de jogadores

um conjunto de estratégias para cada jogador

payoffs (recompensas), para cada jogador, resultantes das escolhas estratégicas possíveis

Page 13: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Page 14: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Os jogadores são A e B

Page 15: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Os jogadores são A e B

O jogador A tem duas estratégias: “Alto” e “Baixo”

Page 16: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Os jogadores são A e B

O jogador A tem duas estratégias: “Alto” e “Baixo”

O jogador B tem duas estratégias: “Esquerda” e “Direita”

Page 17: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Os jogadores são A e B O jogador A tem duas

estratégias: “Alto” e “Baixo”

O jogador B tem duas estratégias: “Esquerda” e “Direita”

A tabela que mostra as recompensas, para cada jogador, de cada uma das quatro possíveis combinações estratégicas é a matriz de payoff

Page 18: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois JogadoresJogador B

Jogador A

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Page 19: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador B

Jogador A

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Page 20: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador B

Jogador A

As recompensas do jogador A são apresentadas àesquerda das vírgulas

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Page 21: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador B

Jogador A

As recompensas do jogador A são apresentadas àesquerda das vírgulas

As recompensas do jogador B são apresentadas àdireita das vírgulas

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Page 22: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Uma jogada seria (A,D),

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 23: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Uma jogada seria (A,D),onde o primeiro elemento é a estratégia

escolhida pelo Jogador A

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 24: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Uma jogada seria (A,D),onde o primeiro elemento é a estratégia

escolhida pelo Jogador Ae o segundo elemento é a estratégia

escolhida pelo Jogador B

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 25: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Alto e B jogar Direita,

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 26: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Alto e B jogar Direita,então a recompensa de A é 1

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 27: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Alto e B jogar Direita,então a recompensa de A é 1

e a recompensa de B é 8

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 28: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E se A jogar Baixo e B jogar Direita,

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 29: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E se A jogar Baixo e B jogar Direita,então a recompensa de A é 2

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 30: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E se A jogar Baixo e B jogar Direita,então a recompensa de A é 2

e a recompensa de B é 1

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)

Esta é a matrizde payoff dojogo

Jogador A

Jogador B

Page 31: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Que jogadas provavelmentevão ocorrer neste jogo?

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 32: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

(A,D) seriauma jogadaprovável?

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 33: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,D) seriauma jogadaprovável?

Se o jogador B jogar Direita,

Page 34: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,D) seriauma jogadaprovável?

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

Page 35: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

porque isto melhora a recompensa de Ade 1 para 2

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,D) seriauma jogadaprovável?

Page 36: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

porque isto melhora a recompensa de Ade 1 para 2

Então (A,D) não ocorreria

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,D) seriauma jogadaprovável?

Page 37: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

(B,D) ocorreria?

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 38: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,D) ocorreria?

Page 39: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,D) ocorreria?

Page 40: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

Se o jogador A jogar Baixo,

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,D) ocorreria?

Page 41: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

Se o jogador A jogar Baixo,então a melhor resposta do jogador B é Direita

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,D) ocorreria?

Page 42: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se o jogador B jogar Direita,então a melhor resposta do jogador A é Baixo

Se o jogador A jogar Baixo,então a melhor resposta do jogador B é Direita

Então (B,D) é uma jogada provável

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,D) ocorreria?

Page 43: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

(B,E) ocorreria?

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 44: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,E) ocorreria?

Se A jogar Baixo

Page 45: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,E) ocorreria?

Se A jogar Baixoentão a melhor resposta de B é Direita

Page 46: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Baixoentão a melhor resposta de B é DireitaEntão (B,E) não é uma jogada provável

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(B,E) ocorreria?

Page 47: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

(A,E) ocorreria?

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 48: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Alto

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,E) ocorreria?

Page 49: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Altoentão a melhor resposta de B é Esquerda

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,E) ocorreria?

Page 50: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Altoentão a melhor resposta de B é Esquerda

Se B jogar Esquerda

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,E) ocorreria?

Page 51: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Altoentão a melhor resposta de B é Esquerda

Se B jogar Esquerdaentão a melhor resposta de A é Alto

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,E) ocorreria?

Page 52: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

Se A jogar Altoentão a melhor resposta de B é Esquerda

Se B jogar Esquerdaentão a melhor resposta de A é AltoEntão (A,E) é uma jogada provável

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

(A,E) ocorreria?

Page 53: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Equilíbrio de Nash

É uma jogada para a qual uma estratégia é a

melhor resposta à outra

Page 54: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Nosso exemplo apresenta dois equilíbrios de Nash: (A,E) e (B,D)

Page 55: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Nosso exemplo apresenta dois equilíbrios de Nash: (A,E) e (B,D)

Mas qual de fato ocorrerá?

Page 56: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Nosso exemplo apresenta dois equilíbrios de Nash: (A,E) e (B,D)

Mas qual de fato ocorrerá?Note que (A,E) é preferível a (B,D) para os dois

jogadores

Page 57: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo de Dois Jogadores

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Nosso exemplo apresenta dois equilíbrios de Nash: (A,E) e (B,D)

Mas qual de fato ocorrerá?Note que (A,E) é preferível a (B,D) para os dois

jogadoresDeverá então ocorrer apenas (A,E)?

Page 58: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Dilema dos Prisioneiros

Jogo que exemplifica o fato de que resultados Pareto-

preferíveis não necessariamente vão ocorrer

Page 59: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Que jogadas provavelmente ocorrerãoneste jogo?

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 60: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos PrisioneirosClyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Se Bonnie jogar Silenciar então a melhorresposta de Clyde é Confessar

Page 61: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Se Bonnie jogar Silenciar então a melhorresposta de Clyde é Confessar

Se Bonnie jogar Confessar então a melhorresposta de Clyde é Confessar

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 62: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Não importa o que Bonnie escolha: a melhorresposta de Clyde será sempre Confessar

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 63: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Não importa o que Bonnie escolha: a melhorresposta de Clyde será sempre Confessar

Confessar é a estratégia dominantepara Clyde

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 64: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Similarmente, não importa o que Clydeescolha: a melhor resposta de Bonnie será

sempre Confessar

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 65: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Similarmente, não importa o que Clydeescolha: a melhor resposta de Bonnie será

sempre ConfessarConfessar é a estratégia dominante

para Bonnie também

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 66: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Então o único equilíbrio de Nash para estejogo é (C,C),

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 67: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Então o único equilíbrio de Nash para estejogo é (C,C),

muito embora (S,S) traga melhores recompensas para os dois jogadores

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 68: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

O Dilema dos Prisioneiros

Então o único equilíbrio de Nash para estejogo é (C,C),

muito embora (S,S) traga melhores recompensas para os dois jogadores

O único equilíbrio de Nash é ineficiente

Clyde

Bonnie(-5,-5) (-30,-1)

(-1,-30) (-10,-10)

S

C

S C

Page 69: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Quem Joga Quando?

Nos dois exemplos, os jogadores escolhem suas estratégias simultaneamente

Page 70: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Quem Joga Quando?

Nos dois exemplos, os jogadores escolhem suas estratégias simultaneamente

Estes são jogos simultâneos

Page 71: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Quem Joga Quando?

Mas há jogos onde um jogador joga antes do outro

Page 72: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Quem Joga Quando?

Mas há jogos onde um jogador joga antes do outro

Estes são os jogos sequenciais

Page 73: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Quem Joga Quando?

Mas há jogos onde um jogador joga antes do outro

Estes são os jogos sequenciais O jogador que joga primeiro é o

líder

Page 74: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Quem Joga Quando?

Mas há jogos onde um jogador joga antes do outro

Estes são os jogos sequenciais O jogador que joga primeiro é o

líder O jogador que joga depois é o

seguidor

Page 75: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de Um Jogo Sequencial

Às vezes um jogo tem mais de um equilíbrio de Nash

Page 76: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de Um Jogo Sequencial

Às vezes um jogo tem mais de um equilíbrio de Nash

e fica difícil dizer qual deles terá mais chance de ocorrer

Page 77: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de Um Jogo Sequencial

Às vezes um jogo tem mais de um equilíbrio de Nash

e fica difícil dizer qual deles terá mais chance de ocorrer

Se esse jogo for sequencial, pode ser mais fácil decidir

Page 78: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de Um Jogo Sequencial

Às vezes um jogo tem mais de um equilíbrio de Nash

e fica difícil dizer qual deles terá mais chance de ocorrer

Se esse jogo for sequencial, pode ser mais fácil decidir

se um equilíbrio de Nash terá mais chances de ocorrer do que os outros

Page 79: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

Tanto (A,E) como (B,D) são equilíbrios deNash quando este jogo é jogado

simultaneamente

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 80: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

Tanto (A,E) como (B,D) são equilíbrios deNash quando este jogo é jogado

simultaneamenteE não temos nenhuma maneira de decidir

qual dos equilíbrios é mais provável

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 81: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

Se o jogo for jogado sequencialmente

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 82: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

Se o jogo for jogado sequencialmentee A for o líder

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 83: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

Se o jogo for jogado sequencialmentee A for o líder

podemos expressá-lo na suaforma extensiva

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 84: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B BA joga primeiroB joga em seguida

Page 85: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B B

(A,E) é um equilíbrio de Nash

A joga primeiroB joga em seguida

Page 86: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B B

(A,E) é um equilíbrio de Nash(B,D) é um equilíbrio de Nash

A joga primeiroB joga em seguida

Page 87: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B B

(A,E) é um equilíbrio de Nash(B,D) é um equilíbrio de NashQual deles tem mais chances de ocorrer?

A joga primeiroB joga em seguida

Page 88: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B B

Se A jogar A então B joga E: A ganha 3

A joga primeiroB joga em seguida

Page 89: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B B

Se A jogar A então B joga E: A ganha 3Se A jogar B então B joga D: A ganha 2

A joga primeiroB joga em seguida

Page 90: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Exemplo de um Jogo Sequencial

A B

E ED D

(3,9) (1,8) (0,0) (2,1)

A

B B

Se A jogar A então B joga E: A ganha 3Se A jogar B então B joga D: A ganha 2Então (A,E) será o único equilíbrio de Nash

A joga primeiroB joga em seguida

Page 91: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

Voltemos ao jogo simultâneo com dois equilíbrios de Nash (A,E) e (B,D)

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 92: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

O jogador A escolhe A ou B,

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 93: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

O jogador A escolhe A ou B,ou seja, ele joga puramente A ou B

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 94: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

O jogador A escolhe A ou B,ou seja, ele joga puramente A ou B

Ele não escolhe uma combinação de A e B

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 95: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

O jogador A escolhe A ou B,ou seja, ele joga puramente A ou B

Ele não escolhe uma combinação de A e BA e B são as estratégias puras do jogador A

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 96: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

Similarmente, E e D são as estratégias puras do jogador B

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 97: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

Consequentemente, (A,E) e (B,D) são equilíbrios de Nash com estratégias puras

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 98: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

Consequentemente, (A,E) e (B,D) são equilíbrios de Nash com estratégias puras

Todo jogo precisa ter pelo menos um equilíbrio de Nash com estratégias puras?

E D

A

B

(3,9)

(0,0)

(1,8)

(2,1)Jogador A

Jogador B

Page 99: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

No jogo acima, existe algum equilíbrio de Nash

com estratégias puras?

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 100: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

(A,E) é um equilíbrio de Nash?

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 101: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

(A,E) é um equilíbrio de Nash? Não(A,D) é um equilíbrio de Nash?

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 102: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

(A,E) é um equilíbrio de Nash? Não(A,D) é um equilíbrio de Nash? Não(B,E) é um equilíbrio de Nash?

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 103: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

(A,E) é um equilíbrio de Nash? Não(A,D) é um equilíbrio de Nash? Não(B,E) é um equilíbrio de Nash? Não(B,D) é um equilíbrio de Nash?

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 104: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

(A,E) é um equilíbrio de Nash? Não(A,D) é um equilíbrio de Nash? Não(B,E) é um equilíbrio de Nash? Não(B,D) é um equilíbrio de Nash? Não

Jogador A

Jogador B

Page 105: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

Este jogo não tem equilíbrio de Nashcom estratégias puras

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 106: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Puras

Este jogo não tem equilíbrio de Nashcom estratégias puras

Mas tem com estratégias mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E D

Jogador A

Jogador B

Page 107: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas Em vez de jogar puramente Alto ou Baixo,

Page 108: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas Em vez de jogar puramente Alto ou Baixo, o jogador A pode escolhar jogar Alto com

probabilidade A

Page 109: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas Em vez de jogar puramente Alto ou Baixo, o jogador A pode escolhar jogar Alto com

probabilidade A

ou jogar Baixo com probabilidade 1A

Page 110: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas Em vez de jogar puramente Alto ou Baixo, o jogador A pode escolhar jogar Alto com

probabilidade A

ou jogar Baixo com probabilidade 1A Ou seja, ele pode selecionar uma

distribuição de probabilidade (A,1A)

Page 111: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas Em vez de jogar puramente Alto ou Baixo, o jogador A pode escolhar jogar Alto com

probabilidade A

ou jogar Baixo com probabilidade 1A Ou seja, ele pode selecionar uma distribuição

de probabilidade (A,1A) Como A está misturando as estratégias puras

Alto e Baixo,

Page 112: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas Em vez de jogar puramente Alto ou Baixo, o jogador A pode escolhar jogar Alto com

probabilidade A

ou jogar Baixo com probabilidade 1A Ou seja, ele pode selecionar uma distribuição de

probabilidade (A,1A) Como A está misturando as estratégias puras Alto e

Baixo, a distribuição de probabilidade (A,1A) é a sua

estratégia mista

Page 113: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias MistasSimilarmente, o jogador B escolhe jogarEsquerda com probabilidade E

Page 114: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias MistasSimilarmente, o jogador B escolhe jogarEsquerda com probabilidade E

ou jogar Direita com probabilidade 1E

Page 115: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias MistasSimilarmente, o jogador B escolhe jogarEsquerda com probabilidade E

ou jogar Direita com probabilidade 1E

Ou seja, ele escolhe a distribuição deprobabilidade (E,1E)

Page 116: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias MistasSimilarmente, o jogador B escolhe jogarEsquerda com probabilidade E

ou jogar Direita com probabilidade 1E

Ou seja, ele escolhe a distribuição deprobabilidade (E,1E)Como ele está misturando as estratégiaspuras Esquerda e Direita,

Page 117: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias MistasSimilarmente, o jogador B escolhe jogarEsquerda com probabilidade E

ou jogar Direita com probabilidade 1E

Ou seja, ele escolhe a distribuição deprobabilidade (E,1E)Como ele está misturando as estratégiaspuras Esquerda e Direita,a distribuição de probabilidade (E,1E) éa sua estratégia mista

Page 118: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Jogador A

Este jogo não tem equilíbrio de Nash com estratégias puras

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E DJogador B

Page 119: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Jogador A

Este jogo não tem equilíbrio de Nash com estratégias purasmas tem com estratégias mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E DJogador B

Page 120: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Jogador A

Este jogo não tem equilíbrio de Nash com estratégias purasmas tem com estratégias mistasComo computar o equilíbrio de Nash com estratégias mistas?

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A

B

E DJogador B

Page 121: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A,A

B,1A

E,E D,1E

Jogador B

Jogador A

Page 122: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se B jogar Esquerda, seu payoff esperado é2A + 5(1A)

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 123: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Se B jogar Esquerda, seu payoff esperado é2A+5(1A)Se B jogar Direita, seu payoff esperado é4A+2(1A)

Page 124: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se 2A+5(1A) > 4A+2(1A)então B jogará apenas Esquerda

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 125: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se 2A+5(1A) > 4A+2(1A)então B jogará apenas EsquerdaMas não existe equilíbrio de Nash com Bjogando apenas Esquerda

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 126: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se 2A+5(1A) < 4A+2(1A)então B jogará apenas Direita

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 127: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se 2A+5(1A) < 4A+2(1A)então B jogará apenas DireitaMas não existe equilíbrio de Nash com Bjogando apenas Direita

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 128: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Então, somente existirá equilíbrio de Nashquando B for indiferente entre jogarEsquerda ou Direita,

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 129: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Então, somente existirá equilíbrio de Nashquando B for indiferente entre jogarEsquerda ou Direita,o que ocorre quando2A+5(1A) = 4A+2(1A)

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 130: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Então, somente existirá equilíbrio de Nashquando B for indiferente entre jogarEsquerda ou Direita,o que ocorre quando2A+5(1A) = 4A+2(1A) A = 3/5

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,A

B,1A

Page 131: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

A,

B,53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

Page 132: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se A jogar Alto seu payoff esperado é1 E + 0 (1 E) = E

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador AA,

B,

E,E D,1E

Page 133: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se A jogar Alto seu payoff esperado é1 E + 0 (1 E) = E Se A jogar Baixo seu payoff esperado é0 E + 3 (1 E) = 3(1 E)

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,

B,

Page 134: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se E > 3(1 E) então A jogará apenas Alto

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,

B,

Page 135: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Se E > 3(1 E) então A jogará apenas AltoMas não existe equilíbrio de Nash com Ajogando apenas Alto

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,

B,

Page 136: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

Se E < 3(1 E) então A jogará apenas Baixo

E,E D,1E

A,

B,

Page 137: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

Se E < 3(1 E) então A jogará apenas BaixoMas não existe equilíbrio de Nash com Ajogando apenas Baixo

E,E D,1E

A,

B,

Page 138: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Para existir equilíbrio de Nash,A precisa ser indiferente entre jogar Altoou Baixo, ou seja

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,

B,

Page 139: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Para existir equilíbrio de Nash,A precisa ser indiferente entre jogar Altoou Baixo, ou sejaE = 3(1 E)

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,

B,

Page 140: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Para existir equilíbrio de Nash,A precisa ser indiferente entre jogar Altoou Baixo, ou sejaE = 3(1 E) E = 3/4

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

Jogador B

Jogador A

E,E D,1E

A,

B,

Page 141: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Então, o equilíbrio de Nash é

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

E, D,43

41

Jogador B

Jogador AA,

B,

Page 142: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Então, o equilíbrio de Nash éA adotar a estratégia mista (3/5, 2/5)

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

E, D,43

41

Jogador B

Jogador AA,

B,

Page 143: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Então, o equilíbrio de Nash éA adotar a estratégia mista (3/5, 2/5)e B adotar a estratégia mista (3/4, 1/4)

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)53

52

E, D,43

41

Jogador B

Jogador AA,

B,

Page 144: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Os payoffs serão (1,2) com probabilidade35

34

920

(1,2) (0,4)

(0,5) (3,2)

43

41

53

52

9/20

Jogador B

Jogador A

E, D,

A,

B,

Page 145: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

e (0,4) com probabilidade3514

320

(0,4)

(0,5) (3,2)

43

41

53

52

(1,2)9/20 3/20

Jogador B

Jogador A

E, D,

A,

B,

Page 146: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

e (0,5) com probabilidade25

34

620

(0,4)

(0,5)

43

41

53

52

(1,2)9/20 3/20

6/20 (3,2)

Jogador B

Jogador A

E, D,

A,

B,

Page 147: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

e (3,2) com probabilidade2514

220

(0,4)43

41

53

52

(1,2)9/20 3/20(0,5) (3,2)6/20 2/20

Jogador B

Jogador A

E, D,

A,

B,

Page 148: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Para A, o payoff esperado do equilíbrio deNash é

1 920

0 320

0 620

3 220

34

.

(0,4)43

41

53

52

(1,2)9/20 3/20(0,5) (3,2)6/20 2/20

Jogador B

Jogador A

E, D,

A,

B,

Page 149: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Estratégias Mistas

Para B, o payoff esperado do equilíbrio deNash é

2 920

4 320

5 620

2 220

165

.

(0,4)43

41

53

52

(1,2)9/20 3/20(0,5) (3,2)6/20 2/20

Jogador B

Jogador A

E, D,

A,

B,

Page 150: Teoria dos Jogos. A teoria dos jogos modela o comportamento estratégico de agentes

Fonte

Hal VarianIntermediate Microeconomics,

5th EditionChapter 28, Game Theory

© 2006 Tradução, Adaptação e Confecção Sergio Da Silva. All rights reserved