矩阵对策英文解释翻译、矩阵对策的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 matrix games
分词翻译:
矩阵的英语翻译:
matrix
【计】 matrix
【化】 matrix
【经】 matrices; matrix
对策的英语翻译:
countermeasure; countermove
【法】 countermeasure; resource
专业解析
矩阵对策(Matrix Game),在博弈论中特指有限二人零和博弈(Finite Two-Person Zero-Sum Game),是最基础且研究最透彻的博弈模型之一。其核心特征如下:
-
参与者与策略集
涉及两名参与者(通常称为局中人I与局中人II)。每位局中人拥有有限个纯策略。局中人I有 m 个策略(记为 S₁ = {1, 2, ..., m}),局中人II有 n 个策略(记为 S₂ = {1, 2, ..., n})。
-
零和特性
这是关键特征:一方的收益即另一方的损失。若局中人I选择策略 i,局中人II选择策略 j,则局中人I获得收益 aᵢⱼ,同时局中人II获得收益 -aᵢⱼ。双方收益之和恒为零。
-
收益矩阵表示
博弈的规则完全由一个 m × n 阶的收益矩阵(Payoff Matrix)A 定义:
$$
A = begin{pmatrix}
a{11} & a{12} & cdots & a{1n}
a{21} & a{22} & cdots & a{2n}
vdots & vdots & ddots & vdots
a{m1} & a{m2} & cdots & a_{mn}
end{pmatrix}
$$
其中,元素 aᵢⱼ 表示当局中人I选择策略 i、局中人II选择策略 j 时,局中人I所获得的收益(相应地,局中人II的收益为 -aᵢⱼ)。
-
策略选择与目标
- 局中人I的目标:最大化自己的最小可能收益(即采取极大化极小策略)。
- 局中人II的目标:最小化局中人I的最大可能收益(即采取极小化极大策略)。
双方在不知道对方选择的情况下同时做出决策。
-
解的概念:鞍点与混合策略
- 纯策略鞍点:若存在策略对 (i, j),使得对所有 i 和 j 都有 *aᵢj ≤ aᵢj ≤ aᵢj,则 (i, j) 是一个纯策略纳什均衡*(即鞍点),值 V = aᵢj** 即为博弈的值。
- 混合策略扩展:当纯策略鞍点不存在时,双方可随机化策略选择(即采用混合策略)。局中人I选择一个概率向量 X = (x₁, x₂, ..., xₘ)(xᵢ ≥ 0, ∑xᵢ = 1)分布在 m 个策略上;局中人II选择概率向量 Y = (y₁, y₂, ..., yₙ)(yⱼ ≥ 0, ∑yⱼ = 1)。此时,局中人I的期望收益为 XᵀAY。
- 混合策略解:冯·诺依曼极小极大定理证明,在混合策略意义下,任何矩阵对策都存在均衡点 (X, Y) 和值 V,满足:
- 局中人I的极大化极小值: maxₓ minᵧ XᵀAY = V
- 局中人II的极小化极大值: minᵧ maxₓ XᵀAY = V
权威参考来源:
- Myerson, R. B. (1991). Game Theory: Analysis of Conflict. Harvard University Press. (经典博弈论教材,对矩阵对策有系统阐述)
- Stanford Encyclopedia of Philosophy: "Game Theory" (提供博弈论基础概念的精确定义与框架)
- Osborne, M. J., & Rubinstein, A. (1994). A Course in Game Theory. MIT Press. (标准教科书,详细讲解零和博弈与矩阵对策)
网络扩展解释
矩阵对策是博弈论中的一个核心概念,特指两人零和博弈,即两个参与者的利益完全对立,一方的收益等于另一方的损失。其核心特点与解释如下:
1.基本定义
- 参与者:仅有两个决策者(玩家A和玩家B)。
- 零和性:A的收益即B的损失,双方收益总和恒为零。
- 策略与矩阵表示:双方策略组合的收益结果通过一个矩阵(支付矩阵)表示。例如:
- 若A有(m)种策略,B有(n)种策略,则矩阵为(m times n)的表格,元素(a{ij})表示A选策略(i)、B选策略(j)时A的收益(B的收益为(-a{ij}))。
2.解的概念:最小最大定理
- 纯策略解:若存在某一行(i)和某一列(j),使得(a_{ij})既是其行的最小值,又是其列的最大值,则称((i,j))为鞍点,对应双方的最优策略。
- 混合策略解:若无鞍点,双方需以概率分布选择策略(混合策略)。根据冯·诺依曼最小最大定理,存在值(V)使得:
[
V = max{x} min{y} x^T A y = min{y} max{x} x^T A y
]
其中(x)和(y)为概率向量,(A)为支付矩阵。
3.求解方法
- 纯策略:通过寻找鞍点直接确定最优策略。
- 混合策略:
- 线性规划法:将问题转化为线性规划模型求解。
- 公式法:对2×2矩阵,可通过公式计算概率分布。例如,若矩阵为:
[
A = begin{pmatrix}
a & b
c & d
end{pmatrix}
]
则A选择两个策略的概率为(frac{d-c}{(a+d)-(b+c)})和(frac{a-b}{(a+d)-(b+c)})(需分母非零)。
4.应用领域
- 经济学:分析市场竞争与定价策略。
- 军事:优化攻防决策。
- 游戏理论:设计棋类或电子游戏的平衡策略。
- 人工智能:训练智能体在对抗环境中学习最优策略。
示例
假设支付矩阵为:
[
A = begin{pmatrix}
2 & -1
-3 & 4
end{pmatrix}
]
- 纯策略:无鞍点(第二行最小值-3,第一列最大值2,不重合)。
- 混合策略解:通过计算,A以概率(frac{4-(-3)}{(2+4)-(-1-3)} = frac{7}{10})选择策略1,B以概率(frac{4-(-1)}{10} = frac{5}{10})选择策略1,博弈值(V = frac{2×4 - (-1)×(-3)}{10} = frac{5}{10})。
矩阵对策通过数学建模揭示了对抗性决策的本质,是分析冲突与合作的基础工具。
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