連続ゲームとは、ゲーム理論で用いられる数学的概念であり、三目並べやチェッカーといった一般的なゲームの概念を一般化したものです。言い換えれば、プレイヤーが有限個の純粋戦略から選択する離散ゲームの概念を拡張したものです。連続ゲームの概念を用いることで、ゲームはより一般的な純粋戦略の集合を含むことが可能になり、その集合は非可算無限となる場合もあります。
一般に、非可算無限個の戦略集合を持つゲームは、必ずしもナッシュ均衡解を持つとは限りません。しかし、戦略集合がコンパクトであり、効用関数が連続であるという条件が課せられる場合、ナッシュ均衡は保証されます。これは、グリックスバーグによる角谷不動点定理の一般化によるものです。このため、連続ゲームのクラスは通常、戦略集合がコンパクトで効用関数が連続である、より大きな無限ゲーム(すなわち、無限個の戦略集合を持つゲーム)のクラスの部分集合として定義され、研究されます。
n人連続ゲームを定義するどこ
させてプレイヤーを除くすべてのプレイヤーの戦略プロファイルである離散ゲームと同様に、プレイヤーに対する最適応答対応を定義することができる。、。 これは、対戦相手のプレイヤープロファイルに関するすべての確率分布の集合からプレイヤーの集合への関係です。の戦略により、各要素は
は、。 定義する
戦略概要がナッシュ均衡であるのは、以下の条件を満たす場合のみ です。連続効用関数を持つ任意の連続ゲームにおけるナッシュ均衡の存在は、アーヴィング・グリックスバーグによるカクタニ不動点定理の一般化 を用いて証明できる 。[ 1 ] 一般に、戦略空間を許容すると解が存在しない可能性がある。コンパクトでない、または非連続な効用関数を許容する場合。
分離可能なゲームとは、任意の i に対して効用関数が積和形式で表すと次のようになります。
多項式ゲームは、各はコンパクト区間ですそして、それぞれの効用関数は多変数多項式として表すことができる。
一般に、分離可能なゲームの混合ナッシュ均衡は、分離不可能なゲームの混合ナッシュ均衡よりも計算が容易である。これは以下の定理によって示される。
非分離型ゲームにおける均衡戦略は非可算無限のサポートを必要とする場合があるのに対し、分離型ゲームでは有限サポートの混合戦略によるナッシュ均衡が少なくとも1つ存在することが保証される。
プレイヤーXとYの間のゼロサム2人ゲームを考えます。の要素を表すそしてとしてそしてそれぞれ効用関数を定義します。どこ
純粋戦略における最適応答関係は以下のとおりです。
そして 交差しないため、純粋戦略ナッシュ均衡は存在しない。しかし、混合戦略均衡は存在するはずである。それを見つけるには、期待値を次のように表す。XとYの確率分布の1次モーメントと2次モーメントの線形結合として表される。
(どこYについても同様である。
制約そして(yについても同様の制約条件を設けた場合)は、ハウスドルフによって次のように与えられる。
各制約のペアは、平面内のコンパクトな凸部分集合を定義します。が線形である場合、プレイヤーの最初の 2 つのモーメントに関する極値は、この部分集合の境界上に位置する。プレイヤー i の均衡戦略は、
最初の式は0と1の混合のみを許容するのに対し、2番目の式は純粋戦略のみを許容することに注意してください。さらに、ある時点でのプレイヤーiに対する最良応答がそうすれば、それは線全体上に位置するため、0と1の両方が最適な応答となります。 純粋な戦略を提供する、 それで0と1の両方を与えることは決してありません。ただしy = 1/2 の場合、0 と 1 の両方が返されます。ナッシュ均衡が存在する条件は次のとおりです。
これにより、プレイヤーXが0を半分、1を半分の割合でランダムに組み合わせた戦略をとるという、唯一の均衡状態が決定されます。プレイヤーYは1/2の純粋戦略をとります。このゲームの値は1/4です。
プレイヤーXとYの間のゼロサム2人ゲームを考えます。の要素を表すそしてとしてそしてそれぞれ効用関数を定義します。どこ
このゲームには純粋戦略ナッシュ均衡は存在しない。しかし、以下の累積分布関数のペアを持つ唯一の混合戦略ナッシュ均衡が存在することが[ 3 ]で示されている。
あるいは、同等に、次の2つの確率密度関数:
ゲームの価値は。
プレイヤーXとYの間のゼロサム2人ゲームを考えます。の要素を表すそしてとしてそしてそれぞれ効用関数を定義します。どこ
このゲームには、各プレイヤーが累積分布関数としてカントール特異関数を用いた混合戦略をとるという、独特な混合戦略均衡が存在する。[ 4 ]