Bölüm 2: Oyunlar ve Temsiller

Algoritmik Oyun Kuramı · Çalışma Soruları
Temel kavramlarNormal ve genişletilmiş formSınıflandırmaMahkûmun İkilemi ve ParetoKlasik 2×2 oyunlar2/3 ortalaması oyunuKombinatoryal oyunlar ve minimaksGeriye doğru çıkarımTetik stratejisi
Sercan KÜLCÜ

Çoktan Seçmeli · Oyuncu ve strateji

Soru 1

Ş1 üç fiyattan birini seçer (90, 100, 120 TL). Ş2 bu fiyatı görüp 100 ya da 120 TL der. Ş2'nin kaç saf stratejisi vardır?

Doğru cevap D. Strateji, oyuncunun karşılaşabileceği her karar düğümünde ne yapacağını söyleyen tam plandır. Ş2, Ş1'in üç farklı fiyatını görebildiği için 3 karar düğümü vardır ve her birinde 2 eylem seçebilir: 2 · 2 · 2 = 8 strateji. 2 cevabı eylem sayısını, 6 cevabı ise düğüm × eylem çarpımını (3 · 2) sayar; ikisi de strateji sayısı değildir.

Çoktan Seçmeli · Rasyonellik ve fayda

Soru 2

Bir oyuncu kazancının bir kısmını gönüllü olarak başkasına veriyor. Oyun kuramına göre hangisi doğrudur?

Doğru cevap B. Rasyonel oyuncu kendi fayda fonksiyonunu en büyükler; bu fonksiyon yalnız parayı değil adalet, özgecilik ya da itibar kaygısını da içerebilir (rasyonel ≠ bencil). Parasını azaltan bir seçim faydasını artırıyorsa rasyoneldir; bu yüzden A yanlıştır. Bağlayıcı anlaşma olmadıkça oyun işbirlikçi olmaz (C); oyuncunun seçenekleri, dolayısıyla stratejisi vardır (D).

Çoktan Seçmeli · Fayda

Soru 3

Bir oyuncunun faydaları (A, B, C) = (3, 2, 0) yerine (3, 1, 0) yazılıyor; tercih sırası aynı kaldı. Hangisi kesinlikle değişmez?

Doğru cevap B. Sırayı koruyan her değişiklik saf stratejilerin sıralamasını, baskınlığı ve saf dengeleri korur: bunlar yalnızca “hangisi daha iyi?” sorusuna bakar. Piyango kararı ise sayıların büyüklüğüne bağlıdır: (3, 2, 0) ile piyango 1,5 < 2 (B seçilir), (3, 1, 0) ile 1,5 > 1 (piyango seçilir); A bu yüzden değişebilir. Beklenen faydalar ve kayıtsızlıkla bulunan karışık olasılıklar da kardinal sayılara bağlıdır (C, D).

Çoktan Seçmeli · Normal form

Soru 4

Normal form bir oyun G = (N, (Si), (ui)) için hangisi doğrudur?

Doğru cevap B. Normal formda N = {1, …, n} oyuncu kümesi, Si oyuncu i'nin strateji kümesi, ui ise profilden gerçek sayıya giden kazanç fonksiyonudur. Kazanç herkesin seçimine bağlıdır; bu yüzden A yanlıştır (stratejik etkileşim tam da budur). Profillerin kümesi S1 × … × Sn'dir, tek bir Si değil (C); N oyuncuları listeler (D).

Çoktan Seçmeli · Bilgi kümesi

Soru 5

Oyun ağacında iki karar düğümü kesikli çizgiyle birleştirilmişse bu ne anlama gelir?

Doğru cevap A. Kesikli çizgi, aynı bilgi kümesindeki düğümleri birleştirir: sırası gelen oyuncu bu düğümlerden hangisinde olduğunu ayırt edemez, bu yüzden hepsinde aynı eylemi seçmek zorundadır. Eşzamanlı hamleler (fiyat rekabetinin ağaç gösterimi) ve kapalı kartlı poker böyle modellenir. Şans hamlesi (B) ayrı bir Doğa düğümüyle, oyunun sonu (C) kazançların yazıldığı yapraklarla gösterilir.

Çoktan Seçmeli · Sıfır toplamlı oyun

Soru 6

Hangisi sıfır toplamlı bir oyundur?

Doğru cevap C. TKM'de her hücrede kazançların toplamı 0'dır (+1 ile −1 ya da 0 ile 0): birinin kazancı diğerinin kaybıdır. Mahkûmun İkilemi'nde toplam −2, −3 ya da −4; fiyat rekabetinde 9, 10 ya da 12 olur: toplam sonuca göre değiştiği için ikisi de sıfır toplamlı değildir. Herkesin birlikte kazanabildiği grup ödevi de sıfır toplamlı olmayan bir oyundur.

Çoktan Seçmeli · Simetri

Soru 7

Hangi oyun simetriktir? Hücreler (X,X), (X,Y), (Y,X), (Y,Y) sırasıyla verilmiştir.

Doğru cevap A. Simetri, her a, b için u₁(a, b) = u₂(b, a) ister. A'da u₁(X,X) = 3 = u₂(X,X), u₁(X,Y) = 0 = u₂(Y,X), u₁(Y,X) = 4 = u₂(X,Y) ve u₁(Y,Y) = 1 = u₂(Y,Y): A simetriktir (bir Mahkûmun İkilemi). B'de u₁(X,X) = 3 ≠ u₂(X,X) = 2 (Cinsiyetler Savaşı türü). C, Yazı-Tura Eşleştirme'dir: u₁(X,X) = 1 ≠ u₂(X,X) = −1. D'de u₁(X,Y) = 0 ≠ u₂(Y,X) = 1.

Çoktan Seçmeli · Ufuk ve iskonto

Soru 8

Sonsuz ufuklu bir oyunda iskonto faktörü δ ∈ (0, 1) neyi ifade eder?

Doğru cevap D. Sonsuz ufuklu oyunda t. dönemin kazancı δt ile çarpılır ve toplam Σ δtut olur; δ, gelecek kazançların bugünküne göre ağırlığıdır. Örneğin δ = 0,9 ise bir dönem sonraki 10 birim bugün 9 birim değerindedir. δ büyüdükçe gelecek önem kazanır ve tehdit, ödül, itibar işbirliğini destekleyebilir. δ, oyunun bitme olasılığı 1 değildir (A); karışık strateji olasılığıyla (B) ya da kazançların toplamıyla (C) ilgisi yoktur.

Çoktan Seçmeli · Mahkûmun İkilemi

Soru 9

Sam ve John sorgudan önce “ikimiz de sessiz kalacağız” diye söz verirse sonuç değişir mi?

Doğru cevap C. Mahkûmun İkilemi işbirlikçi olmayan bir oyundur: verilen söz dışarıdan uygulatılamaz, yani bağlayıcı değildir. Kazançlar değişmediği için John Sessiz kalsa bile Sam İhanet ile 0 > −1 alır; söz verildikten sonra da İhanet baskın kalır ve denge (İhanet, İhanet) olur. Söz vermek oyunu işbirlikçi yapmaz (B); bunun için bağlayıcı sözleşme gerekir. Oyunun bir Nash dengesi vardır (D yanlış).

Hesaplama Sorusu · Pareto optimallik

Soru 10: Nash Dengesi ve Pareto Optimallik

Hücreler (u₁, u₂).

satır ╲ sütunSolOrtaSağ
Üst(3, 3)(0, 4)(2, 1)
Alt(4, 0)(1, 1)(3, 2)

a) Satır oyuncusunun baskın stratejisi var mı? Saf Nash dengesini bulun.
b) Altı sonuçtan hangileri Pareto optimaldir? Nash dengesi Pareto optimal mi?

Cevabı göster

a) Alt, Üst'ü kesin baskılar: 4 > 3, 1 > 0, 3 > 2. Satır oyuncusu hep Alt oynar. Alt'a karşı sütun oyuncusunun kazançları 0, 1, 2 → Sağ.

Tek saf Nash dengesi (Alt, Sağ) = (3, 2).

b) Bir sonucu, herkese en az onun kadar ve en az birine daha fazla veren bir sonuç varsa o sonuç Pareto baskılanır:

  • (3, 3), (2, 1), (1, 1) ve (3, 2)'yi baskılar.
  • (0, 4) ve (4, 0)'ı hiçbir sonuç baskılamaz.

Pareto optimal: (3, 3), (0, 4), (4, 0). Denge (3, 2), (3, 3) tarafından baskılanır: Pareto optimal değildir. Kararlılık ile verimlilik ayrı sorulardır.

Çoktan Seçmeli · Yazı-Tura Eşleştirme

Soru 11

Yazı-Tura Eşleştirme'de sütun oyuncusunun Yazı'yı %60 oynadığı biliniyor. Satır oyuncusu (Eşleştiren) ne yapmalı?

Doğru cevap A. Sütun Yazı'yı 0,6 olasılıkla oynarsa Eşleştiren'in Yazı ile beklenen kazancı 0,6·1 + 0,4·(−1) = 0,2, Tura ile 0,6·(−1) + 0,4·1 = −0,2'dir. Yazı kesin daha iyi olduğu için en iyi tepki her zaman Yazı oynamaktır. Rakibi taklit etmek (B, %60 Yazı) beklenen kazancı yalnızca 0,6·0,2 + 0,4·(−0,2) = 0,04'e indirir; 1/2–1/2 (C) ise 0 verir. Kestirilebilen her eğilim sömürülür.

Çoktan Seçmeli · Kesin ve zayıf denge

Soru 12

Bedava Para oyununda (Yazı, Yazı) = (1, 1), diğer üç hücre (0, 0). Hangisi doğrudur?

Doğru cevap B. (Yazı, Yazı)'dan sapan oyuncu 1'den 0'a düşer: kesin denge. (Tura, Tura)'da sapmak 0'dan yine 0'a götürür; sapma kazandırmadığı için bu da bir Nash dengesidir, ama zayıftır. Nash dengesi yalnızca tek taraflı sapmanın kazandırmamasını ister, sonucun iyi olmasını değil; bu yüzden A ve C yanlıştır. İki saf denge olduğu için D de yanlıştır.

Çoktan Seçmeli · Geyik Avı

Soru 13

Geyik Avı'nda (Geyik, Geyik) = (4, 4), (Geyik, Tavşan) = (0, 3), (Tavşan, Geyik) = (3, 0), (Tavşan, Tavşan) = (3, 3). Ortağının ne yapacağı hakkında hiçbir fikri olmayan ve en kötü durumunu en iyi yapmak isteyen avcı ne seçer?

Doğru cevap C. En kötü durumlar: Geyik → 0 (ortak tavşana giderse), Tavşan → 3 (her durumda). En kötü durumu en iyi yapan (güvenli) strateji Tavşan'dır. Geyik ancak ortağın geyiğe gideceğine yeterince güvenilirse en iyi tepkidir; Pareto optimal sonuç (A) güven gerektirir. Tavşan, (Geyik, Geyik) dengesinde yer almaz (D yanlış).

Çoktan Seçmeli · Saf Koordinasyon

Soru 14

Saf koordinasyonda (Parti, Parti) = (10, 10), (Ev, Ev) = (5, 5), farklı kararlar (0, 0). İletişim yokken arkadaşların çoğu partiye gidiyor. Bu seçimi en iyi hangisi açıklar?

Doğru cevap D. İki saf denge vardır ve ikisi de kendini sürdürür: karşı taraf evde kalacaksa evde kalmak (5 > 0) en iyisidir, bu yüzden Parti baskın değildir (A) ve (Ev, Ev) bir dengedir (B). Oyuncular Pareto üstün ve belirgin olan (Parti, Parti)'yi Schelling'in odak noktası olarak seçer. Karışık denge de vardır ama tek denge değildir (C).

Çoktan Seçmeli · 2/3 ortalaması

Soru 15

2/3 oyununda (0–90) “kimse 40'ın üstünü yazmaz” sonucuna varmak için ne gerekir?

Doğru cevap B. Ortalama en fazla 90 olabileceği için hedef en fazla 60'tır; 60'ın üstünü elemek için yalnızca benim rasyonel olmam yeter (A bu kadarını verir). 40'ın üstünü elemek için ise herkesin rasyonel olduğunu ve bunu herkesin bildiğini kullanmam gerekir: kimse 60'ı aşmazsa ortalama ≤ 60, hedef ≤ 40 olur. Her yeni tur bir bilgi düzeyi daha ister; sonuna kadar gidince ortak bilgi herkesi 0'a götürür.

Hesaplama Sorusu · Seviye-k düşünme

Soru 16: Seviye-k ile En İyi Tahmin

Oyunun bir biçimi: herkes 0–100 arasında bir sayı yazar; ortalamanın yarısına en yakın olan kazanır. Seviye 0 rastgele yazar (ortalama 50); seviye k, herkesi seviye k − 1 sanıp onun yarısını yazar.

İnancınız: sınıfın %20'si seviye 0, %60'ı seviye 1, %20'si seviye 2. Seviye 0–4 tahminlerini, beklenen ortalamayı, hedefi ve en iyi seviyeyi bulun.

Cevabı göster

Tahminler: seviye 0 → 50, 1 → 25, 2 → 12,5, 3 → 6,25, 4 → 3,125.

Beklenen ortalama: 0,2·50 + 0,6·25 + 0,2·12,5 = 27,5; hedef 27,5/2 = 13,75.

Seviye01234
Tahmin502512,56,253,125
Uzaklık36,2511,251,257,510,625

En iyi tepki seviye 2 (12,5). Nash dengesi cevabı 0 ise hedefe 13,75 uzaktadır: en iyi tepki inanca bağlıdır.

Çoktan Seçmeli · Zermelo teoremi

Soru 17

Zermelo teoremi satranç hakkında ne söyler?

Doğru cevap C. Zermelo (1913): sonlu, mükemmel bilgili ve şanssız iki kişilik bir oyunda ya bir taraf kazanmayı ya da iki taraf beraberliği garanti eder. Teorem varlığı gösterir, hangisinin geçerli olduğunu söylemez; satranç ağacı çözülemeyecek kadar büyük olduğu için cevap bilinmiyor (A yanlış). Kurallar (üç kez tekrar, 50 hamle) oyunu sonlu yapar (B yanlış); satrançta şans yoktur (D yanlış).

Çoktan Seçmeli · Minimaks arama

Soru 18

MAX kökünün MIN çocukları: B = [5, 9], C = [3, 12, 7], D = [6, 8]. Oyunun değeri ve MAX'ın seçimi nedir?

Doğru cevap C. Önce MIN düğümlerinin değerleri bulunur: B = min(5, 9) = 5, C = min(3, 12, 7) = 3, D = min(6, 8) = 6. Kökteki MAX bunların en büyüğünü seçer: değer 6, seçim D. C'deki 12 yanıltıcıdır: MAX C'ye giderse MIN 3'ü seçer, 12'ye asla izin vermez (A ve D bu tuzağa düşer).

Hesaplama Sorusu · Nim ve Bouton teoremi

Soru 19: Nim'de Kazandıran Hamle

Nim konumu [4, 6, 9]; son jetonu alan kazanır ve sıra sizde.

a) Nim toplamını (bit bit XOR) ikili gösterimle hesaplayın. Bu kazanan bir konum mu?
b) Kazandıran hamleleri bulun: hangi yığından kaç jeton alınmalı? Yeni konumun nim toplamını kontrol edin.

Cevabı göster

a) 4 = 0100, 6 = 0110, 9 = 1001.

  • 4 ⊕ 6 = 0100 ⊕ 0110 = 0010 = 2
  • 2 ⊕ 9 = 0010 ⊕ 1001 = 1011 = 11

Nim toplamı 11 ≠ 0: kazanan konum.

b) Her yığın h için h ⊕ 11 < h mi?

  • 4 ⊕ 11 = 15 > 4 ✗ · 6 ⊕ 11 = 13 > 6 ✗
  • 9 ⊕ 11 = 2 < 9 ✓ → 9'luk yığından 7 jeton al (9 → 2).

Tek kazandıran hamle budur (XOR'un en soldaki 1 biti yalnızca 9'da var). Yeni konum [4, 6, 2]: 4 ⊕ 6 ⊕ 2 = 0.

Hesaplama Sorusu · Geriye doğru çıkarım

Soru 20: 15'i Söyleme

İki oyuncu sırayla 1'den başlayarak 1, 2 ya da 3 ardışık sayı söyler. 15'i söyleyen kaybeder.

a) Geriye doğru çıkarımla, söyleyince kazandıran “kontrol sayılarını” bulun.
b) Oyuna kim başlamalı, ilk turda ne demeli?
c) Rakip “3, 4, 5” derse siz ne dersiniz?

Cevabı göster

a) 14'ü söyleyen kazanır: rakip 15'i söylemek zorunda kalır. 14'ü söyletmek için 10'u söylemek yeter (rakip 11–13 der, siz 14'e tamamlarsınız). Aynı mantıkla kontrol sayıları 2, 6, 10, 14 (her biri 4 aralıklı).

b) Başlayan oyuncu “1, 2” der ve 2'ye ulaşır: ilk oyuncu kazanır. Sonra rakip k sayı söylerse 4 − k sayı söyler.

c) Rakip 5'te durdu: siz “6” dersiniz (bir sayı), yine kontrol sayısındasınız.

21'i Söyleme'den farkı: orada kontrol sayıları 0, 4, …, 20 olduğu için başlayan kaybeder.

Çoktan Seçmeli · Kombinatoryal oyunlar

Soru 21

Hex'te ilk oyuncunun kazanan bir stratejisi olduğu nasıl bilinir?

Doğru cevap B. Hex'te beraberlik yoktur ve fazladan taş hiçbir zaman zarar vermez. İkinci oyuncunun kazanan stratejisi olsaydı ilk oyuncu rastgele bir taş koyup o stratejiyi “çalabilir” ve kazanırdı; çelişki. Bu yüzden ilk oyuncu kazanır, ama argüman stratejinin ne olduğunu söylemez. Büyük tahtalar taranamaz (A; genelleştirilmiş Hex PSPACE-tam), ortadan başlamanın her tahtada kazandırdığı kanıtlanmış değildir (C), oyunda şans yoktur (D).

Çoktan Seçmeli · Alt oyun mükemmel denge

Soru 22

Alt oyun mükemmel denge (SPE) sıradan Nash dengesinden neden daha güçlüdür?

Doğru cevap C. SPE, oyunun her alt oyununda, hiç ulaşılmayanlarda bile, Nash dengesi ister; bu yüzden “girersen savaşırım” gibi inandırıcı olmayan tehditleri eler. Sıradan Nash dengesi yalnızca ulaşılan yol üzerindeki kararları sınar ve böyle tehditlere izin verebilir. SPE Pareto optimal olmak zorunda değildir (A): Kırkayak'ta SPE (1, 0)'dır, oysa (3, 3) ikisine de daha iyidir. Her oyunda tek değildir (B) ve sıralı oyunlar için tanımlanır (D).

Hesaplama Sorusu · Alt oyun mükemmel denge

Soru 23: Piyasaya Giriş ve Tehdit

Piyasaya giriş oyununun bir biçiminde girişimci G önce seçer. Girme derse sonuç (0, 5). Gir derse Mevcut firma M seçer: Savaş → (−2, 1), Uzlaş → (2, 2). Kazançlar (G, M).

a) Geriye doğru çıkarımla alt oyun mükemmel dengeyi (SPE) bulun.
b) Oyunun normal formunu yazıp tüm saf Nash dengelerini bulun. Hangisi inandırıcı olmayan bir tehdide dayanır?
c) Savaş, M'ye 1 yerine 3 verseydi SPE ne olurdu?

Cevabı göster

a) M'nin düğümü: Savaş 1, Uzlaş 2 ⇒ Uzlaş, değer (2, 2). G: Girme 0, Gir 2 ⇒ Gir. SPE: (Gir, Uzlaş), sonuç (2, 2).

G ╲ MSavaşUzlaş
Girme(0, 5)(0, 5)
Gir(−2, 1)(2, 2)

b) (Gir, Uzlaş) ve (Girme, Savaş) Nash dengesidir. İkincisinde G girmediği için M kayıtsızdır (5 = 5). Ama G girerse savaşmak M'ye 1, uzlaşmak 2 verir: "girersen savaşırım" tehdidi inandırıcı değildir.

c) Savaş 3 > Uzlaş 2 ⇒ M savaşır; G için Gir −2 < Girme 0. SPE (Girme, Savaş) olur: tehdit artık inandırıcıdır.

Hesaplama Sorusu · Geriye doğru çıkarım

Soru 24: Altı Düğümlü Kırkayak

Oyuncu 1 başlar; düğümlerde sırayla O1, O2, O1, O2, O1, O2 karar verir. Her düğümde Bitir ya da Devam denir. Altı kez Devam denirse oyun (8, 6) ile biter.

Düğüm123456
KararO1O2O1O2O1O2
Bitir(2, 1)(1, 3)(4, 2)(3, 5)(6, 4)(5, 7)

a) Geriye doğru çıkarımla SPE'yi ve sonucu bulun.
b) Son kazanç (8, 6) yerine (8, 8) olsaydı?

Cevabı göster

a) Son düğümden başlanır:

  • 6 (O2): Bitir 7 > Devam 6 ⇒ Bitir, değer (5, 7)
  • 5 (O1): Bitir 6 > Devam 5 ⇒ Bitir, değer (6, 4)
  • 4 (O2): Bitir 5 > Devam 4 ⇒ Bitir, değer (3, 5)
  • 3 (O1): Bitir 4 > Devam 3 ⇒ Bitir, değer (4, 2)
  • 2 (O2): Bitir 3 > Devam 2 ⇒ Bitir, değer (1, 3)
  • 1 (O1): Bitir 2 > Devam 1 ⇒ Bitir, değer (2, 1)

SPE: herkes her düğümde Bitir; oyun ilk hamlede (2, 1) ile biter. Oysa (8, 6) ikisi için de daha iyiydi.

b) 6. düğümde O2 için Devam 8 > Bitir 7 olur. Geriye doğru her düğümde devamın değeri (8, 8) bitirmekten iyidir (O1: 8 > 6, 4, 2; O2: 8 > 5, 3). Herkes devam eder, sonuç (8, 8).

Hesaplama Sorusu · Alt oyun mükemmel denge

Soru 25: Ultimatom Oyunu

Ayşe 100 TL'yi 10 TL'lik dilimlerle bölüşmeyi önerir: Bora'ya x ∈ {0, 10, …, 100}. Bora kabul ederse (100 − x, x), reddederse (0, 0). Bora yalnızca parayı önemsiyor.

a) Bora'nın her x'e en iyi cevabı nedir?
b) Bora her pozitif teklifi kabul ediyorsa alt oyun mükemmel denge ve sonuç nedir?
c) Bora “30'dan azını reddederim” derse ve Ayşe buna inanırsa sonuç ne olur? Bu tehdit SPE'de inandırıcı mıdır?

Cevabı göster

a) x ≥ 10 için kabul (x > 0); x = 0'da kabul ve ret ona aynı (0) kazancı verir.

b) Ayşe en küçük pozitif teklifi verir: x = 10, Bora kabul eder, sonuç (90, 10).

c) Ayşe 30 önerir ve (70, 30) olur; bu bir Nash dengesidir. Ama x = 10 ya da 20 önerildiğinde reddetmek Bora'ya 0 verir (10 ve 20'den az): tehdit inandırıcı değildir, SPE değildir. Deneylerde ise küçük teklifler gerçekten sık reddedilir: oyuncuların faydası adalet kaygısını da içerir.

Son

Bölüm 2: Oyunlar ve Temsiller · Çalışma Soruları
Konu anlatımı: Bölüm 2 sunumu · Terim sözlüğü
1 / 1 Sercan KÜLCÜ, Tüm hakları saklıdır.