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7 Dynamische Spiele mit unvollständiger Information 7.1 Einleitung

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Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-1 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7 <strong>Dynamische</strong> <strong>Spiele</strong> <strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong><br />

<strong>Information</strong><br />

Literaturhinweise zu Kapitel 7:<br />

Osborne (2004), Kapitel 10<br />

Gibbons (1992), Kapitel 4<br />

MasColell, Whinston, Green (1995), Kapitel 9C+D<br />

Fudenberg und Tirole (1991), Kapitel 8, 9 und 11.2<br />

<strong>7.1</strong> <strong>Einleitung</strong><br />

In dynamischen <strong>Spiele</strong>n <strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong> stellt<br />

sich wie in dynamischen <strong>Spiele</strong>n <strong>mit</strong> vollständiger <strong>Information</strong><br />

das Problem, Gleichgewichte, die auf unglaubwürdigen<br />

Drohungen beruhen, zu eliminieren.<br />

Beachten Sie, dass Teilspielperfektheit bei <strong>unvollständiger</strong><br />

<strong>Information</strong> keinen Biss hat. Da die <strong>Spiele</strong>r die Typen ihrer<br />

Gegenspieler nicht kennen, gibt es keine einelementigen<br />

<strong>Information</strong>smengen mehr, nachdem die Natur die Typen<br />

gezogen hat. Das einzige Teilspiel ist das gesamte Spiel.<br />

Klaus M. Schmidt 2007


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-2 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Verallgemeinerung der Idee der Teilspielperfektheit für “Fortsetzungsspiele”<br />

(continuation games).<br />

Ein Fortsetzungsspiel kann auch in einer mehrelementigen<br />

<strong>Information</strong>smenge beginnen. Aber der <strong>Spiele</strong>r, der in einer<br />

mehrelementigen <strong>Information</strong>smenge am Zug ist, muss<br />

einen “Belief”, d.h. eine Wahrscheinlichkeitsverteilung darüber<br />

haben, in welchem Entscheidungsknoten der Menge<br />

er sich befindet.<br />

So können wir erneut “sequentiell rationales Verhalten” analysieren,<br />

d.h., Verhalten, das in allen Fortsetzungsspielen des<br />

ursprünglichen Spiels optimal ist, sowohl auf als auch außerhalb<br />

des Gleichgewichtspfades.<br />

Das wird uns zu einem neuen Gleichgewichtskonzept führen:<br />

Perfektes Bayesianisches Gleichgewicht.<br />

In dem Maße, in dem die <strong>Spiele</strong>, die wir betrachten, komplizierter<br />

werden, müssen wir zusätzliche Anforderungen stellen,<br />

um nicht-überzeugende Gleichgewichte auszuschließen.<br />

Beachten Sie jedoch, dass die Gleichgewichtsbegriffe nicht<br />

willkürlich sind, sondern systematisch aufeinander aufbauen.<br />

Wir werden sehen, dass perfekte Bayesianische Gleichgewichte<br />

übereinstimmen <strong>mit</strong><br />

teilspielperfekten Gleichgewichten, wenn es sich um ein<br />

dynamisches Spiel <strong>mit</strong> vollständiger <strong>Information</strong> handelt;


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-3 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Bayesianischen Nash-Gleichgewichten, wenn es um ein<br />

statisches Spiel <strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong> geht;<br />

Nash-Gleichgewichten, wenn es sich um ein statisches<br />

Spiel <strong>mit</strong> vollständiger <strong>Information</strong> handelt.<br />

Zunächst wenden wir die Idee sequentieller Rationalität auf<br />

<strong>Spiele</strong> <strong>mit</strong> vollständiger, aber unvollkommener <strong>Information</strong><br />

an. Der Schritt zu <strong>Spiele</strong>n <strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong><br />

ist dann nicht mehr groß.<br />

7.2 Sequentielle Rationalität<br />

Betrachten Sie zunächst das Spiel in Abb. <strong>7.1</strong>, das auf Selten<br />

(1975) zurückgeht.<br />

1<br />

①<br />

<br />

2<br />

<br />

①<br />

<br />

ℓ r<br />

<br />

<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0<br />

L M<br />

R<br />

①<br />

<br />

<br />

ℓ<br />

0<br />

2<br />

Abb. <strong>7.1</strong><br />

r<br />

<br />

0<br />

1<br />

<br />

1<br />

3<br />

Wie sollte sich <strong>Spiele</strong>r 2 in diesem Spiel verhalten?


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-4 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Wenn <strong>Spiele</strong>r 2 am Zug ist, hat er eine dominante Strategie:<br />

ℓ. Gegeben, dass 2 ℓ spielen wird, ist es für <strong>Spiele</strong>r 1 optimal,<br />

ebenfalls L zu spielen.<br />

Gibt es noch andere Gleichgewichte in diesem Spiel?<br />

❅❅<br />

❅<br />

❅<br />

❅<br />

1<br />

L<br />

M<br />

R<br />

2<br />

ℓ<br />

r<br />

2, 1 0, 0<br />

0, 2 0, 1<br />

1, 3 1, 3<br />

Abb. 7.2: Normalform des Spiels in Abb. <strong>7.1</strong><br />

Analyse der Normalform des Spiels zeigt, dass es noch ein<br />

zweites Nash-Gleichgewicht in reinen Strategien gibt: (R, r).<br />

Ist dieses Gleichgewicht (R, r) teilspielperfekt?<br />

Ja! In diesem Spiel ist das einzige Teilspiel das gesamte<br />

Spiel. Da (R, r) im gesamten Spiel ein Nash-Gleichgewicht<br />

ist, ist es auch teilspielperfekt. Aber es ist ganz sicher nicht<br />

sequentiell rational.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-5 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Wie können wir dieses unglaubwürdige Gleichgewicht ausschließen?<br />

Betrachten Sie das Fortsetzungsspiel, dasbeginnt,<br />

wenn <strong>Spiele</strong>r 2 am Zug ist. Dieses Fortsetzungsspiel<br />

beginnt in einer mehrelementigen <strong>Information</strong>smenge und<br />

ist darum kein Teilspiel. Trotzdem wollen wir verlangen, dass<br />

die Strategien auch in solchen Fortsetzungsspielen optimales<br />

Verhalten vorschreiben.<br />

Welches Verhalten in einem Fortsetzungsspiel optimal ist,<br />

hängt im allgemeinen von den Wahrscheinlichkeiten ab, die<br />

ein <strong>Spiele</strong>r den verschiedenen Knoten in seiner <strong>Information</strong>smenge<br />

zuordnet.<br />

Zusätzliche Anforderungen an ein Gleichgewicht:<br />

Bedingung <strong>7.1</strong> In jeder <strong>Information</strong>smenge muss<br />

der <strong>Spiele</strong>r, der am Zug ist, einen Belief darüber<br />

haben, an welchem Knoten er sich befindet. Ein Belief<br />

ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung über die<br />

möglichen Knoten. Ein System von Beliefs für alle<br />

<strong>Information</strong>smengen bezeichnen wir <strong>mit</strong> μ.<br />

Bedingung 7.2 Gegeben seine Beliefs muss das Verhalten<br />

eines jeden <strong>Spiele</strong>rs sequentiell rational<br />

sein, d.h., gegeben seine Beliefs muss seine Strategie<br />

in jedem Fortsetzungsspiel eine beste Antwort gegen<br />

die Strategien seiner Gegenspieler sein.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-6 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Diese Bedingungen schließen das Gleichgewicht (R, r) aus.<br />

Ganz gleich, welchen Belief <strong>Spiele</strong>r 2 in seiner <strong>Information</strong>smenge<br />

hat, es ist immer besser, ℓ zu spielen, als r.<br />

In diesem Beispiel spielt es keine Rolle, welche Beliefs <strong>Spiele</strong>r<br />

2 hat. Im allgemeinen wird die optimale Aktion eines <strong>Spiele</strong>rs<br />

jedoch von seinen Beliefs abhängen. Darum können wir<br />

nicht beliebige Beliefs zulassen, sondern müssen verlangen,<br />

dass diese Beliefs konsistent <strong>mit</strong> den Strategien der <strong>Spiele</strong>r<br />

und der bisherigen Geschichte des Spiels sind.<br />

Bedingung 7.3 Die Beliefs eines <strong>Spiele</strong>rs in jeder<br />

<strong>Information</strong>smenge (entlang und abseits des Gleichgewichtspfades)<br />

ergeben sich aus den Gleichgewichtsstrategien<br />

der <strong>Spiele</strong>r und aus Bayes’ Regel, wann immer<br />

diese Regel angewandt werden kann.<br />

Beispiele:<br />

Betrachten Sie erneut Abb. <strong>7.1</strong> und das Gleichgewicht<br />

(L, ℓ). Wenn die <strong>Information</strong>smenge von <strong>Spiele</strong>r 2 erreicht<br />

wird, muss <strong>Spiele</strong>r 2 glauben, dass er sich <strong>mit</strong><br />

Wahrscheinlichkeit 1 im linken Knoten befindet.<br />

Angenommen, es gäbe in diesem Spiel ein Gleichgewicht<br />

in gemischten Strategien, in dem <strong>Spiele</strong>r 1 <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

p, q und 1 − p − q nach L bzw. M bzw.<br />

R geht. Wenn jetzt die <strong>Information</strong>smenge von <strong>Spiele</strong>r


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-7 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

2 <strong>mit</strong> den Knoten L und M erreicht wird, muss <strong>Spiele</strong>r<br />

p<br />

2 glauben, dass er sich <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit p+q in<br />

q<br />

Knoten L und <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit p+q in Knoten M<br />

befindet.<br />

Exkurs: Bayes’ Regel<br />

Betrachten wir eine Wahrscheinlichkeitsverteilung p und zwei<br />

Ereignisse E und F . Dann besagt Bayes’ Regel, dass<br />

prob(E|F )=<br />

prob(E und F )<br />

.<br />

prob(F )<br />

Beispiel: <strong>Spiele</strong>r 1 geht <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit p nach L,<br />

<strong>mit</strong> W. q nach M, und <strong>mit</strong> W. 1 − p − q nach R. Wie<br />

hoch ist die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass <strong>Spiele</strong>r 1 in<br />

Knoten L gelandet ist, wenn wir wissen, dass er entweder<br />

in Knoten L oder M ist?<br />

E = L<br />

F = {L, M}<br />

prob(E und F )=p<br />

prob(F )=p + q<br />

prob(E|F )= p<br />

p+q


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-8 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7.3 Gleichgewichtsdefinition<br />

Definition <strong>7.1</strong> Ein perfektes Bayesianisches<br />

Gleichgewicht (PBGG) ist ein Profil von Strategien<br />

und ein System von Beliefs (σ, μ), sodass<br />

die Strategien aller <strong>Spiele</strong>r sequentiell rational<br />

sind gegeben das System von Beliefs μ;<br />

die Beliefs (entlang und abseits des Gleichgewichtspfades)<br />

aus den Gleichgewichtsstrategien der <strong>Spiele</strong>r<br />

<strong>mit</strong> Hilfe von Bayes’ Regel abgeleitet werden,<br />

wann immer diese Regel anwendbar ist<br />

Bemerkungen:<br />

1) Wenn die <strong>Spiele</strong>r vollständig gemischte Strategien verwenden,<br />

werden alle Knoten <strong>mit</strong> positiver Wahrscheinlichkeit<br />

erreicht. Dann können wir Bayes’ Regel immer<br />

anwenden, um die Beliefs der <strong>Spiele</strong>r zu “aktualisieren”.<br />

2) Wenn die Strategien nicht vollständig gemischt sind,<br />

werden bestimmte <strong>Information</strong>smengen <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

0 erreicht. In solchen <strong>Information</strong>smengen kann<br />

es sein, dass Bayes’ Regel nicht anwendbar ist. Dann<br />

lässt das Konzept des PBGG beliebige Beliefs zu, sodass<br />

oft sehr viele Ergebnisse als PBGG gestützt werden<br />

können. Deshalb werden wir weitere Verfeinerungen des<br />

Gleichgewichtskonzepts benötigen (siehe unten).


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-9 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7.4 Beispiele<br />

Beispiel 1 hat ein echtes Teilspiel <strong>mit</strong> einem eindeutigen<br />

Gleichgewicht: (L, r). Deshalb ist das eindeutiges PBGG:<br />

(D, L, r), μ =1. Dies ist auch das einzige TPGG.<br />

Es gibt noch weitere Nash-Gleichgewichte, z.B. (A, L, ℓ).<br />

In diesem Gleichgewicht wird die <strong>Information</strong>smenge von<br />

<strong>Spiele</strong>r 3 <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit 0 erreicht.<br />

Wenn wir nur verlangen, dass Bayes’ Regel auf dem<br />

Gleichgewichtspfad verwendet werden muss, dann sind<br />

die Beliefs von <strong>Spiele</strong>r 3 beliebig. Insbesondere ist μ =0<br />

möglich. Mit μ =0ist es für <strong>Spiele</strong>r 3 tatsächlich optimal,<br />

ℓ zu wählen.<br />

Wir verlangen jedoch zusätzlich, dass Bayes’ Regel auch<br />

außerhalb des Gleichgewichtspfades angewendet werden<br />

soll, wann immer das möglich ist. Hier ist es möglich.<br />

Gegeben die Strategie von <strong>Spiele</strong>r 2, L, schreibt Bayes’<br />

Regel vor: μ =1.Darumistℓ für <strong>Spiele</strong>r 3 nicht optimal<br />

und (A, L, ℓ) so<strong>mit</strong> kein PBGG.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-10 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

1<br />

①<br />

<br />

2 ① <br />

3<br />

<br />

①<br />

<br />

ℓ r<br />

⎛ <br />

⎞<br />

⎛ <br />

⎞<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎟<br />

⎠<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎟<br />

⎠<br />

1<br />

2<br />

1<br />

D<br />

A<br />

L R<br />

[μ] [1−μ] 3<br />

3<br />

3<br />

①<br />

ℓ<br />

⎛ <br />

⎞<br />

<br />

⎜ ⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎝ ⎠<br />

Abb. 7.3: Beispiel 1 – Bayes’ Regel anwendbar<br />

1<br />

①<br />

<br />

2 ① <br />

3<br />

<br />

①<br />

<br />

ℓ r<br />

⎛ <br />

⎞<br />

⎛ <br />

⎞<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎟<br />

⎠<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎟<br />

⎠<br />

1<br />

2<br />

1<br />

D<br />

0<br />

1<br />

2<br />

A<br />

A ′<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

L R<br />

[μ] [1−μ] 3<br />

3<br />

3<br />

①<br />

ℓ<br />

⎛ <br />

⎞<br />

<br />

⎜ ⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎝ ⎠<br />

Abb. 7.4: Beispiel 2 – Bayes’ Regel nicht anwendbar<br />

0<br />

1<br />

2<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

r<br />

0<br />

1<br />

1<br />

r<br />

0<br />

1<br />

1<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

2<br />

0<br />

0<br />

2<br />

0<br />

0<br />

0<br />

2<br />

0<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

⎞<br />

⎟<br />


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-11 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

In Beispiel 2 hat <strong>Spiele</strong>r 2 die Option, das Spiel zu beenden<br />

(A ′ ). Das alte Gleichgewicht (D, L, r) <strong>mit</strong> μ =1ist<br />

nach wie vor ein PBGG. Jetzt gibt es aber noch ein zweites<br />

PBGG: (A, A ′ ,ℓ) und μ ≤ 1<br />

3 .<br />

Wenn in diesem Gleichgewicht <strong>Spiele</strong>r 2 zum Zug kommt,<br />

wählt er sowohl L als auch R <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit 0.<br />

Bayes’ Regel greift deshalb nicht.<br />

⇒ Die Beliefs von <strong>Spiele</strong>r 3 sind beliebig; insbesondere<br />

ist μ ≤ 1<br />

3 möglich.<br />

⇒ Für 3 ist es tatsächlich optimal, ℓ zu spielen.<br />

⇒ Für 2 ist es tatsächlich optimal, A ′ zu spielen.<br />

⇒ Für 1 ist es tatsächlich optimal, A zu wählen.<br />

Beispiel 3 illustriert ein PBGG in gemischten Strategien:<br />

1<br />

① <br />

2<br />

<br />

①<br />

<br />

ℓ r<br />

<br />

<br />

1<br />

1<br />

R<br />

L M<br />

[μ] [1−μ] 5<br />

0<br />

①<br />

<br />

<br />

ℓ<br />

3<br />

1<br />

r<br />

<br />

4<br />

3<br />

<br />

0<br />

2<br />

Abb. 7.5: Beispiel 3 – PBGG in gemischten Strategien


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-12 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Analyse des Spiels:<br />

Wenn die <strong>Information</strong>smenge von <strong>Spiele</strong>r 2 erreicht wird,<br />

ist ℓ genau dann optimal, wenn<br />

1 ≥ 3(1 − μ) ⇔ μ ≥ 2<br />

3 .<br />

sei Teil eines PBGG. Dann spielt<br />

<strong>Spiele</strong>r 2 ℓ und <strong>Spiele</strong>r 1 M. Daswürde jedoch μ =0<br />

implizieren, ein Widerspruch.<br />

Angenommen, μ> 2<br />

3<br />

sei Teil eines PBGG. Dann spielt<br />

<strong>Spiele</strong>r 2 r und <strong>Spiele</strong>r 1 L. Daswürde jedoch μ =1<br />

implizieren, erneut ein Widerspruch.<br />

Angenommen, μ< 2<br />

3<br />

Also muss μ = 2 sein. Jetzt ist <strong>Spiele</strong>r 2 indifferent und<br />

3<br />

muss im Gleichgewicht ℓ <strong>mit</strong> einer Wahrscheinlichkeit p<br />

spielen, so dass <strong>Spiele</strong>r 1 ebenfalls indifferent zwischen<br />

L und M ist. Das ist genau dann der Fall, wenn<br />

p +5(1−p) =3p +4(1−p) ⇔ p = 1<br />

3 .<br />

Also ist das eindeutige PBGG in diesem Spiel:<br />

– Strategie von <strong>Spiele</strong>r 1: 2<br />

3<br />

– Strategie von <strong>Spiele</strong>r 2: 1<br />

3<br />

1 , 3<br />

2 , 3<br />

– Beliefs von <strong>Spiele</strong>r 2: μ = 2<br />

3 .<br />

, 0,


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-13 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7.5 Sequentielle und Perfekte Gleichgewichte<br />

Perfekte Bayesianische Gleichgewichte sind erst relativ spät<br />

in die Literatur eingeführt worden (Fudenberg und Tirole<br />

1991). Die Idee, ein Gleichgewicht als Kombination aus<br />

Strategien und Beliefs aufzufassen, um so sequentielle Rationalität<br />

auch in <strong>Spiele</strong>n <strong>mit</strong> unvollkommener oder <strong>unvollständiger</strong><br />

<strong>Information</strong> definieren zu können, stammt von<br />

Kreps und Wilson (1982). Sie hatten das etwas strengere<br />

Konzept des sequentiellen Gleichgewichts eingeführt,<br />

das wir wie folgt definieren können:<br />

Definition 7.2 Ein sequentielles Gleichgewicht<br />

ist ein Profil von Strategien und ein System von Beliefs<br />

(σ, μ) <strong>mit</strong> den folgenden Eigenschaften:<br />

(σ, μ) ist ein perfektes Bayesianisches Gleichgewicht.<br />

Es existiert eine Folge von vollständig gemischten<br />

Strategien {σk } ∞ k=1 <strong>mit</strong> limk→∞ σk = σ, sodass<br />

μ = limk→∞ μk , wobei μk dasjenige System von<br />

Beliefs bezeichnet, das sich aus den Strategien<br />

σk und Bayes’ Regel ergibt.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-14 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Sequentielle Gleichgewichte verlangen also zusätzlich, dass<br />

sich die Beliefs rechtfertigen lassen durch ein Profil vollständig<br />

gemischter Strategien, die sehr “nahe” bei den<br />

Gleichgewichtsstrategien liegen. Da bei vollständig gemischten<br />

Strategien alle <strong>Information</strong>smengen <strong>mit</strong> positiver Wahrscheinlichkeit<br />

erreicht werden, kann man Bayes’ Regel immer<br />

anwenden.<br />

Bemerkungen:<br />

1) Alle sequentiellen Gleichgewichte sind PBGGe, aber die<br />

Umkehrung gilt nicht. Sequentielle Gleichgewichte lassen<br />

bestimmte Beliefs außerhalb des Gleichgewichtspfades<br />

nicht zu.<br />

2) Insbesondere impliziert die Definition eines sequentiellen<br />

Gleichgewichts, dass alle <strong>Spiele</strong>r ihre Beliefs außerhalb<br />

des Gleichgewichtspfades konsistent <strong>mit</strong>einander aktualisieren<br />

müssen. Wenn <strong>Spiele</strong>r 2 und 3 einen Zug von<br />

<strong>Spiele</strong>r 1 außerhalb des Gleichgewichtspfades beobachten,<br />

dann müssen <strong>Spiele</strong>r 2 und 3 denselben Belief über<br />

den Typ von <strong>Spiele</strong>r 1 bilden.<br />

3) Kreps und Wilson haben gezeigt, dass sequentielle Gleichgewichte<br />

in allen endlichen <strong>Spiele</strong>n existieren.<br />

4) Die zusätzliche (Limes-)Bedingung lässt sich typischerweise<br />

nur sehr schwer überprüfen. Darum wird in der Li-


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-15 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

teratur eigentlich immer nur <strong>mit</strong> PBGG gearbeitet, auch<br />

wenn viele Autoren von “sequentiellen Gleichgewichten”<br />

reden.<br />

5) Fudenberg und Tirole (1991) geben (recht restriktive)<br />

Bedingungen an, unter denen die beiden Gleichgewichtsbegriffe<br />

zu identischen Ergebnissen führen. Dies ist z.B.<br />

in den Signalisierungsspielen des folgenden Abschnitts<br />

der Fall. Ebenso sind diese Bedingungen in der Lösung<br />

des Handelsketten-Paradoxons in Abschnitt <strong>7.1</strong>3 erfüllt.<br />

6) Kreps und Wilson (1982) haben gezeigt, dass die Menge<br />

aller sequentiellen Gleichgewichte generisch <strong>mit</strong> der<br />

Menge aller (trembling hand) perfekten Gleichgewichte<br />

übereinstimmt.<br />

Das Konzept des perfekten Gleichgewichts (trembling<br />

hand perfect equilibrium) wurde von Selten (1975) eingeführt.<br />

Die Idee ist, dass jeder <strong>Spiele</strong>r “zittert” und in jeder<br />

<strong>Information</strong>smenge, in der er am Zug ist, jede mögliche Aktion<br />

<strong>mit</strong> einer positiven Wahrscheinlichkeit wählt.<br />

Dazu führt man ɛ-beschränkte Strategien ein, bei denen<br />

jeder <strong>Spiele</strong>r jede Aktion mindestens <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

ɛ>0 wählen muss, und betrachtet die resultierenden<br />

ɛ-beschränkten Nash-Gleichgewichte. Dann läßt man das<br />

“Zittern” (ɛ) gegen 0 gehen.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-16 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Definition 7.3 Ein perfektes Gleichgewicht ist<br />

ein Nash-Gleichgewicht <strong>mit</strong> der Eigenschaft, dass es<br />

eine Folge von ɛ-beschränkten Nash-Gleichgewichten<br />

gibt, die gegen dieses Gleichgewicht konvergieren,<br />

wenn ɛ gegen 0 geht.<br />

Bemerkungen:<br />

1) Das Zittern hat zur Folge, dass jede <strong>Information</strong>smenge<br />

<strong>mit</strong> positiver Wahrscheinlichkeit erreicht wird. Dadurch<br />

werden Nash-Gleichgewichte, die nicht sequentiell rational<br />

sind, eleminiert.<br />

2) Selten (1975) hat gezeigt, dass perfekte Gleichgewichte<br />

in allen endlichen <strong>Spiele</strong>n existieren.<br />

3) Perfekte Gleichgewichte sind grundsätzlich auch für <strong>Spiele</strong><br />

<strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong> definiert. Aber: Perfekte<br />

Gleichgewichte sind ohne Referenz auf Beliefs definiert.<br />

Das macht es sehr schwer, zu überprüfen, ob ein<br />

Gleichgewicht perfekt ist oder nicht.<br />

4) Alle perfekten Gleichgewichte sind sequentiell, aber nicht<br />

umgekehrt, d.h., Perfektheit stellt stärkere Anforderungen.<br />

Aber: Für generische <strong>Spiele</strong> stimmen beide Konzepte<br />

überein.<br />

5) Da es sich sehr viel leichter prüfen lässt, ob ein Gleichgewicht<br />

sequentiell oder perfekt Bayesianisch als (tremb-


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-17 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

ling hand) perfekt ist, werden perfekte Gleichgewichte<br />

bei <strong>Spiele</strong>n <strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong> kaum verwendet.<br />

6) Für eine ausführliche Diskussion der technischen Eigenschaften<br />

beider Konzepte siehe Fudenberg und Tirole<br />

(1991, Kapitel 8).<br />

7.6 Signalisierungsspiele<br />

Wir betrachten jetzt <strong>Spiele</strong> <strong>mit</strong> <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong>.<br />

Eine wichtige Klasse solcher <strong>Spiele</strong> sind sogenannte<br />

Signalisierungsspiele, die die folgende Struktur haben:<br />

Es gibt zwei <strong>Spiele</strong>r, einen Sender und einen Empfänger.<br />

1) Die Natur wählt den Typ t des Senders aus einer Menge<br />

T = {t1,...,tI} entsprechend der W-Verteilung μ(t).<br />

2) Der Sender erfährt seinen Typ und wählt eine Botschaft<br />

m aus M = {m1,...,mJ}.<br />

3) Der Empfänger beobachtet die Botschaft (aber nicht<br />

ti) und wählt dann eine Aktion a aus der Menge der<br />

möglichen Aktionen A ∈{a1,...,aK}.<br />

4) Die Auszahlungen sind US(t, m, a) und UE(t, m, a).


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-18 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Solche Signalisierungsspiele sind in vielen Bereichen der VWL<br />

angewendet worden.<br />

Beispiele:<br />

Job market signaling: Der Sender ist ein Arbeiter, dessen<br />

Fähigkeiten private <strong>Information</strong> sind. Er wählt ein Ausbildungsniveau.<br />

Der Unternehmer beobachtet die Ausbildung,<br />

aber nicht die Fähigkeit, und entscheidet über<br />

ein Lohnangebot.<br />

Initial public offering: Der Sender ist ein Unternehmer,<br />

der den Wert seines Unternehmens kennt. Er wählt einen<br />

Anteil seiner Firma, den er auf dem Aktienmarkt verkaufen<br />

will. Der Markt beobachtet diesen Anteil, nicht aber<br />

den Wert des Unternehmens, und entscheidet über die<br />

Bewertung der Aktien.<br />

Li<strong>mit</strong> pricing: Der Sender ist ein Monopolist, der seine<br />

Grenzkosten kennt. Er wählt seine Produktionsmenge<br />

in der ersten Periode. Der Empfänger ist ein potentieller<br />

Marktzutreter. Er beobachtet die gewählte Menge, nicht<br />

aber die Grenzkosten des Monopolisten, und entscheidet<br />

dann über Marktzutritt.<br />

Wir betrachten zunächst ein abstraktes Signalisierungsspiel<br />

<strong>mit</strong> zwei Typen, zwei Botschaften des Senders und zwei<br />

Aktionen des Empfängers:


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-19 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Sender<br />

<br />

a1<br />

a1<br />

<br />

m1 t1 m2<br />

① ①<br />

①<br />

<br />

a2<br />

a2<br />

<br />

μ0<br />

① Natur<br />

<br />

1 − μ0<br />

a1<br />

a1<br />

<br />

①<br />

①<br />

①<br />

<br />

m1 t2 m2<br />

<br />

a2<br />

a2<br />

<br />

Empfänger Empfänger<br />

Sender<br />

Abb. 7.6: Struktur eines Signalisierungsspiels<br />

In diesem Spiel hat jeder <strong>Spiele</strong>r vier mögliche Strategien.<br />

Beachten Sie, dass eine Strategie für jede <strong>Information</strong>smenge,<br />

in der <strong>Spiele</strong>r i am Zug ist, angeben muss, wie sich<br />

<strong>Spiele</strong>r i dort verhalten soll.<br />

Eine mögliche Strategie des Senders ist (m2,m1): “<strong>Spiele</strong><br />

m2, wennDuTypt1 bist, und m1, wennDuTypt2<br />

bist.”<br />

Eine mögliche Strategie des Empfängers ist (a2,a1):<br />

“<strong>Spiele</strong> a2, wenn der Sender m1 gesendet hat, und a1,<br />

wenn der Sender m2 gesendet hat.”


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-20 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Außerdem muss der Empfänger nach beiden Botschaften<br />

einen Belief darüber haben, an welchem Knoten er sich<br />

befindet. Da es für den Empfänger zwei mögliche <strong>Information</strong>smengen<br />

gibt, gibt es auch zwei Beliefs (μ1,μ2).<br />

Es gibt zwei mögliche Arten von Gleichgewichten in reinen<br />

Strategien:<br />

Separierende Gleichgewichte: Unterschiedliche Typen<br />

des Senders wählen unterschiedliche Botschaften.<br />

Pooling-Gleichgewichte: Beide Typen des Senders<br />

wählen dieselbe Botschaft.<br />

Bei mehr als zwei Typen kann es auch halb-separierende<br />

Gleichgewichte geben: Einige Botschaften werden nur von<br />

einigen Typen und nicht von anderen gewählt, aber die Separierung<br />

ist nicht perfekt.<br />

Bei gemischten Strategien sind auch hybride Gleichgewichte<br />

möglich: Ein Typ sendet eine Botschaft <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

1, der andere Typ randomisiert zwischen beiden<br />

Botschaften.<br />

7.6.1 Ein Beispiel<br />

Suchen wir jetzt alle Gleichgewichte in reinen Strategien in<br />

dem folgenden Beispiel:


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-21 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

<br />

1<br />

3<br />

<br />

4<br />

0<br />

<br />

2<br />

4<br />

<br />

0<br />

1<br />

o<br />

Sender<br />

<br />

<br />

[μl]<br />

L t1 R<br />

[μr]<br />

① ①<br />

①<br />

<br />

u<br />

<br />

1<br />

2<br />

① Natur<br />

1<br />

<br />

o<br />

2<br />

<br />

①<br />

①<br />

①<br />

<br />

[1 − μl] L t2 R [1−μr] <br />

<br />

Empfänger Empfänger<br />

u<br />

Sender<br />

Abb. 7.7: Ein Signalisierungsspiel<br />

o<br />

u<br />

o<br />

u<br />

<br />

2<br />

1<br />

<br />

0<br />

0<br />

<br />

1<br />

0<br />

<br />

1<br />

2<br />

1) Pooling auf L: Angenommen es gibt ein PBGG, in<br />

dem beide Typen L wählen.<br />

⇒ μl = 1<br />

2 .<br />

⇒ Empfänger reagiert <strong>mit</strong> o.<br />

Ist es für beide Typen tatsächlich optimal, L zu wählen?<br />

Für t2 auf jedem Fall, für t1 nur, wenn der Empfänger<br />

<strong>mit</strong> u reagiert, wenn der Sender R spielen würde.<br />

Was wird der Empfänger tun, wenn er R beobachtet?<br />

Für ihn ist u optimal, falls μr ≤ 2<br />

3 . Beachten Sie, dass<br />

Bayes’ Regel hier nicht angewandt werden kann, um μr<br />

festzulegen.<br />

Also sind die folgenden Strategien und Beliefs PBGGe:


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-22 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

(L, L) (Strategie des Senders)<br />

(o, u) (Strategie des Empfängers)<br />

(Belief des Empfängers nach L)<br />

(Belief des Empfängers nach R)<br />

2) Pooling auf R:<br />

⇒ μr = 1<br />

2 .<br />

⇒ Empfänger reagiert <strong>mit</strong> u.<br />

⇒ Sender vom Typ t1 bekommt 0.<br />

Das kann kein Gleichgewicht sein, denn t1 kann sich<br />

eine Auszahlung von mindestens 1 garantieren, wenn er<br />

L spielt.<br />

3) Separierung (L,R):<br />

⇒ μl =1, μr =0.<br />

⇒ Empfänger reagiert auf L <strong>mit</strong> o und auf R <strong>mit</strong> u.<br />

⇒ Beide Typen des Senders erhalten Auszahlung 1.<br />

Das kann kein Gleichgewicht sein: Typ t2 stellt sich besser,<br />

wenn er L wählt, worauf der Empfänger <strong>mit</strong> o reagiert,<br />

was dem Sender 2 statt 1 gibt.<br />

4) Separierung (R,L):<br />

μl = 1<br />

2<br />

μr ≤ 2<br />

3<br />

⇒ μl =0, μr =1.<br />

⇒ Empfänger reagiert auf L <strong>mit</strong> o und auf R <strong>mit</strong> o.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-23 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

⇒ Beide Typen des Senders erhalten Auszahlung 2.<br />

Kein Typ kann sich durch Wechsel seiner Strategie verbessern.<br />

Also sind die folgenden Strategien und Beliefs ein PBGG:<br />

(R, L) (Strategie des Senders)<br />

(o, o) (Strategie des Empfängers)<br />

μl =0 (Belief des Empfängers nach L)<br />

μr =1 (Belief des Empfängers nach R)<br />

7.6.2 Signalisierung durch Ausbildung<br />

Das folgende Modell von Spence (1973) ist das klassische<br />

Signalisierungsmodell. Es zeigt, dass asymmetrische <strong>Information</strong><br />

zu ineffizientem Signalisierungsverhalten führen kann.<br />

Zeitstruktur:<br />

1) Die Natur bestimmt den Typ, θ, eines Arbeiters: Mit<br />

Wahrscheinlichkeit μ0 hat er eine hohe Produktivität<br />

(θH), <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit 1 − μ0 hat er eine niedrige<br />

Produktivität (θL).<br />

2) Der Arbeiter lernt seine Fähigkeiten und wählt ein Ausbildungsniveau,<br />

e.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-24 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

3) Zwei Unternehmen beobachten das Ausbildungsniveau<br />

des Arbeiters, nicht aber seine Fähigkeiten, und machen<br />

konkurrierende Lohnangebote.<br />

4) Der Arbeiter akzeptiert das höhere Lohnangebot oder<br />

randomisiert 50:50 bei identischen Angeboten.<br />

Auszahlungen:<br />

Ein Unternehmen, das den Arbeiter zum Lohn w einstellt,<br />

bekommt<br />

Π(θ, w) =θ − w.<br />

Ein Arbeiter vom Typ θ <strong>mit</strong> Ausbildungsniveau e erhält<br />

U(θ, w, e) =w − c(e, θ).<br />

Um den Effekt des Modells besonders klar herauszuarbeiten,<br />

nehmen wir an, dass die Produktivität des Arbeiters<br />

überhaupt nicht von seiner Ausbildung abhängt!<br />

Diese Annahme könnten wir leicht aufgeben, ohne die qualitativen<br />

Resultate zu verändern (siehe Gibbons).<br />

Annahme <strong>7.1</strong> Die Ausbildungskosten des Arbeiters<br />

sind private, nicht beobachtbare Kosten, für die gilt:<br />

1) c(0,θ)=0für θ ∈{θL,θH};


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-25 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

2) ce(e, θ) = ∂c(e,θ)<br />

∂e > 0 und<br />

cee(e, θ) = ∂2c(e,θ) ∂e2 > 0 für θ ∈{θL,θH};<br />

3) c(e, θL) >c(e, θH) für alle e>0;<br />

4) ce(e, θL) >ce(e, θH) für alle e>0.<br />

Die zentrale Annahme ist, dass der schlechte Typ sowohl<br />

höhere Kosten als auch höhere Grenzkosten als der gute<br />

Typ hat (single crossing property).<br />

Die Indifferenzkurven der beiden Typen im (e, w)-Raum illustriert<br />

Abb. 7.8.<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. 7.8: Indifferenzkurven im Spence-Modell<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-26 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Betrachten Sie die letzte Stufe des Spiels. Nehmen wir zunächst<br />

an, es gäbe keine Ausbildung, d.h., keine Möglichkeit, die<br />

Fähigkeiten zu signalisieren. In diesem Fall werden beide<br />

Firmen dem Arbeiter einen Lohn anbieten, der seiner erwarteten<br />

Produktivität entspricht:<br />

ˆw = μ0θH +(1− μ0)θL<br />

Nehmen wir jetzt an, dass Signalisierung durch Ausbildung<br />

möglich ist. Nachdem sie das Ausbildungsniveau beobachtet<br />

haben, werden beide Firmen ihre Beliefs über den Typ des<br />

Arbeiters aktualisieren. Wir nehmen an, dass beide Firmen<br />

auch außerhalb des Gleichgewichtspfades ihre Beliefs über<br />

den Typ des Arbeiters identisch aktualisieren (dies muss<br />

in einem sequentiellen Gleichgewicht notwendigerweise der<br />

Fall sein). Sei μ(e) die Wahrscheinlichkeit, die beide Unternehmen<br />

dem Ereignis zuordnen, dass der Arbeiter eine hohe<br />

Produktivität hat.<br />

In der letzten Stufe des Spiels herrscht Bertrand-Wettbewerb.<br />

Beide Firmen bieten deshalb den Lohn<br />

w(e) =μ(e) θH +(1− μ(e)) θL<br />

und der Arbeiter randomisiert, welches Angebot er annimmt.<br />

Beachten Sie, dass θL ≤ w(e) ≤ θH für alle e ≥ 0.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-27 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. 7.9: Eine mögliche Lohnfunktion<br />

Separierende Gleichgewichte<br />

Im Gleichgewicht sei e ∗ (θ) das Ausbildungsniveau von Typ<br />

θ und w ∗ (e) die Lohnfunktion der Unternehmen. In einem<br />

separierenden GG muss gelten: e ∗ (θL) = e ∗ (θH).<br />

Lemma <strong>7.1</strong> In jedem separierenden Gleichgewicht<br />

muss gelten:<br />

w ∗ (e ∗ (θL)) = θL und w ∗ (e ∗ (θH)) = θH.<br />

Beweis: In einem PBGG müssen die Beliefs entlang des GG-<br />

Pfades <strong>mit</strong> Bayes’ Regel aktualisiert werden:<br />

e = e ∗ (θL) ⇒ μ(e) =0<br />

e = e ∗ (θH) ⇒ μ(e) =1<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-28 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Die entsprechenden Löhne ergeben sich durch den Bertrand-<br />

Wettbewerb. Q.E.D.<br />

Lemma 7.2 In jedem separierenden Gleichgewicht<br />

ist e ∗ (θL) =0.<br />

Beweis: Angenommen e ∗ (θL) > 0. Wegen Lemma <strong>7.1</strong> bekommt<br />

Typ θL den Lohn w = θL. Wenn er ein niedrigeres<br />

Ausbildungsniveau wählt, sind seine Kosten niedriger, ohne<br />

dass sein Lohn weiter fallen kann. Also lohnt sich eine<br />

Abweichung. Q.E.D.<br />

Wegen Lemma 7.2 muss die relevante Indifferenzkurve von<br />

Typ θL wie folgt aussehen:<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. <strong>7.1</strong>0: Indifferenzkurve für Typ θL in einem<br />

separierenden Gleichgewicht<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-29 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Die GG-Allokation für Typ θL ist der Punkt (0,θL).<br />

Die GG-Allokation für Typ θH muss auf der Geraden w =<br />

θH liegen. Sein Ausbildungsniveau e ∗ (θH) kann aber nicht<br />

links von e ′ liegen, sonst würde Typ θL den Punkt (e ∗ (θH),θH)<br />

seiner eigenen Allokation vorziehen.<br />

Behauptung: Der Punkt (e ′ ,θH) ist Teil eines separierenden<br />

Gleichgewichts.<br />

Beweis: Die Punkte (0,θL) und (e ′ ,θH) sind für die Typen<br />

θL bzw. θH optimal, wenn die Lohnfunktion diese beiden<br />

Punkte berührt und an keiner Stelle links oberhalb von den<br />

Indifferenzkurven durch diese Punkte verläuft.<br />

Eine solche Lohnfunktion können wir leicht konstruieren.<br />

Beachten Sie, dass Bayes’ Regel nicht angewendbar ist,<br />

wenn der Arbeiter e ∈ {0,e ′ } wählt, so dass wir die Beliefs<br />

für diese e beliebig wählen können. Sei z.B.<br />

μ(e) =<br />

⎧<br />

⎪⎨<br />

Das erzeugt die Lohnfunktion<br />

w(e) =<br />

⎪⎩<br />

⎧<br />

⎪⎨<br />

⎪⎩<br />

0 falls e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-30 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. <strong>7.1</strong>1: Separierende Gleichgewichte<br />

Dieses Gleichgewicht ist offensichtlich nicht das einzige separierende<br />

Gleichgewicht:<br />

Jedes Ausbildungsniveau e ∈ [e ′ ,e ′′ ] kann in einem separierenden<br />

PBGG gestützt werden.<br />

Für jedes Ausbildungsniveau e ∈ [e ′ ,e ′′ ] gibt es viele verschiedene<br />

Beliefs außerhalb des Gleichgewichtspfades,<br />

die dieses Gleichgewicht stützen.<br />

Bemerkungen:<br />

Das Ausbildungsniveau e ′ ist das niedrigste Ausbildungsniveau,<br />

dass der gute Typ in einem separierenden Gleichgewicht<br />

wählen kann.<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-31 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Der schlechte Typ ist in einem separierenden Gleichgewicht<br />

immer schlechter gestellt, als wenn Signalisierung<br />

unmöglich ist.<br />

Der gute Typ kann in einem separierenden Gleichgewicht<br />

besser gestellt sein, als wenn Signalierung unmöglich ist.<br />

Wenn μ0 jedoch groß genug ist, ist er immer schlechter<br />

gestellt. Beachten Sie, dass das Gleichgewicht oben<br />

unabhängig von μ0 ist. Wenn μ0 sehr groß ist, muss<br />

jeder der guten Arbeiter die teure Ausbildung absolvieren,<br />

nur um nicht <strong>mit</strong> einem der wenigen schlechten<br />

Arbeiter verwechselt zu werden.<br />

Die Möglichkeit von Signalisierung kann also zu einer<br />

Pareto-Verschlechterung führen!<br />

Die Gleichgewichte können nach dem Pareto-Kriterium<br />

geordnet werden.<br />

Pooling-Gleichgewichte<br />

Betrachten wir jetzt potentielle Pooling-Gleichgewichte, in<br />

denen beide Typen dasselbe Ausbildungsniveau, e ∗ (θL) =<br />

e ∗ (θH) =e ∗ ,wählen. Dann muss gelten:<br />

w ∗ (e ∗ )=μ0θH +(1− μ0)θL =ˆw.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-32 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Beachten Sie: Wenn der Arbeiter e = e ∗ wählt, sind wir<br />

außerhalb des Gleichgewichtspfads und Bayes’ Regel greift<br />

nicht. Also können wir hier beliebige Beliefs und da<strong>mit</strong> beliebige<br />

Lohnangebote zulassen.<br />

Welche Ausbildungsniveaus können Teil eines Pooling-Gleichgewichts<br />

sein?<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. <strong>7.1</strong>2: Pooling-Gleichgewichte<br />

Abb. <strong>7.1</strong>2 zeigt, dass alle Ausbildungsniveaus e ∈ [0, ˜e] als<br />

Pooling-Gleichgewichte gestützt werden können.<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-33 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Bemerkungen:<br />

1) Wieder gibt es sehr viele unterschiedliche Gleichgewichtsergebnisse<br />

und noch mehr unterschiedliche Gleichgewichte<br />

(verschiedene Beliefs abseits des Gleichgewichtspfades<br />

bedeuten verschiedene Gleichgewichte, auch wenn<br />

das Ergebnis dasselbe ist).<br />

2) Die Pooling-Gleichgewichtsergebnisse können wieder nach<br />

dem Pareto-Kriterium geordnet werden.<br />

3) Pooling-Gleichgewichte <strong>mit</strong> e>0 werden gestützt durch<br />

die Furcht des Arbeiters, sich als Typ niedriger Produktivität<br />

zu entlarven, wenn er die Ausbildung nicht auf<br />

sich nimmt.<br />

4) Ein staatlicher Eingriff kann hier zu einer Pareto-Verbesserung<br />

führen, auch wenn der Staat nicht besser informiert<br />

ist als die Privaten: Er kann Ausbildung verbieten<br />

und da<strong>mit</strong> das Ergebnis (0, ˆw) herbeiführen.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-34 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7.7 Multiple Gleichgewichte und “Refinements”<br />

Da es in Signalisierungsspielen sehr viele PBGGe gibt, fällt<br />

es uns schwer, das Ergebnis eines solchen Spiels vorherzusagen.<br />

Das Problem multipler Gleichgewichte rührt vor allem daher,<br />

dass wir die Beliefs außerhalb des Gleichgewichtspfades<br />

beliebig aktualisieren können.<br />

Beachten Sie: Das Aktualisieren von Beliefs außerhalb des<br />

Gleichgewichtspfades ist ein Spekulieren darüber, welcher<br />

Typ vom Gleichgewichtspfad abgewichen ist. Nicht alle Spekulationen<br />

sind gleich überzeugend.<br />

Zahlreiche Autoren haben eine Reihe von Verfeinerungen<br />

(Refinements) des Konzepts des PBGG vorgeschlagen, um<br />

das Aktualisieren der Beliefs außerhalb des GG-Pfades zu<br />

strukturieren und unplausible Gleichgewichte auszuschließen.<br />

Alle diese Verfeinerungen fragen: Für welchen Typ kann sich<br />

das Abweichen auf keinen Fall gelohnt haben? Welcher Typ<br />

hätte von einer Abweichung möglicherweise doch profitieren<br />

können?


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-35 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7.8 Verfeinerung durch Dominanz-Argumente<br />

Betrachten Sie das folgende Spiel:<br />

1<br />

①<br />

<br />

2<br />

<br />

①<br />

<br />

ℓ r<br />

<br />

<br />

3<br />

1<br />

R<br />

L M<br />

[μ] [1−μ] 0<br />

0<br />

❅❅<br />

❅<br />

❅<br />

❅<br />

1<br />

L<br />

M<br />

R<br />

2<br />

ℓ<br />

①<br />

<br />

<br />

ℓ<br />

1<br />

0<br />

r<br />

3, 1 0, 0<br />

1, 0 0, 1<br />

2, 2 2, 2<br />

r<br />

<br />

0<br />

1<br />

<br />

2<br />

2<br />

Abb. <strong>7.1</strong>3: Ein Beispiel für das Dominanz-Argument


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-36 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Analyse:<br />

Die Analyse der Normalform dieses Spiels zeigt, dass<br />

es zwei Nash-Gleichgewichte in reinen Strategien gibt:<br />

(L, ℓ) und (R, r).<br />

Da es kein echtes Teilspiel gibt, sind beide Nash-Gleichgewichte<br />

teilspielperfekt.<br />

Was sind die entsprechenden PBGGe?<br />

– (L, ℓ, μ =1)<br />

– (R, r, μ ≤ 1).<br />

Beachten Sie: Wenn <strong>Spiele</strong>r 1 R spielt,<br />

2<br />

wird die <strong>Information</strong>smenge von <strong>Spiele</strong>r 2 nicht erreicht.<br />

Bayes Regel kann daher nicht angewandt werden,<br />

um μ zu bestimmen.<br />

Aber das zweite Gleichgewicht ist nicht überzeugend:<br />

M ist eine strikt dominierte Strategie im gesamten<br />

Spiel. Darum sollte <strong>Spiele</strong>r 2 nicht glauben, dass <strong>Spiele</strong>r<br />

1 M gewählt hat, wenn die <strong>Information</strong>smenge von<br />

<strong>Spiele</strong>r 2 erreicht wird. Also sollte μ =1sein.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-37 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Bemerkung:<br />

Angenommen, die Auszahlung für <strong>Spiele</strong>r 1 nach (L, ℓ)<br />

ist nicht 3, sondern 1,5. Dann sind sowohl L als auch<br />

M strikt dominierte Strategien. Wenn die <strong>Information</strong>smenge<br />

von <strong>Spiele</strong>r 2 erreicht wird, ist μ =1deshalb<br />

nicht mehr zwingend; wir müssen also wieder beliebige<br />

μ ∈ [0, 1] zulassen.<br />

Diese Diskussion motiviert die folgende zusätzliche Bedingung<br />

an perfekte Bayesianische Gleichgewichte:<br />

Bedingung 7.4 In einer <strong>Information</strong>smenge außerhalb<br />

des Gleichgewichtspfades sollten die Beliefs eines<br />

<strong>Spiele</strong>r einem Knoten Wahrscheinlichkeit 0 zuordnen,<br />

wenn dieser Knoten nur dann erreicht werden<br />

kann, wenn ein <strong>Spiele</strong>r in irgendeinem Fortsetzungsspiel<br />

eine strikt dominierte Strategie gewählt<br />

hat, vorausgesetzt, dass wenigstens ein anderer Knoten<br />

in dieser <strong>Information</strong>smenge existiert, der durch<br />

eine nicht strikt dominierte Strategie erreicht werden<br />

konnte.<br />

Bedingung 7.4 schließt das “unplausible” Gleichgewicht<br />

(R, r, μ ≤ 1<br />

2 ) aus.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-38 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Betrachten wir Bedingung 7.4 in einem Signalisierungsspiel:<br />

<br />

3<br />

2<br />

<br />

2<br />

0<br />

<br />

1<br />

0<br />

<br />

1<br />

1<br />

o<br />

Sender<br />

<br />

<br />

[μl]<br />

L t2 R<br />

[μr]<br />

① ①<br />

①<br />

<br />

u<br />

<br />

1<br />

2<br />

① Natur<br />

1<br />

<br />

o<br />

2<br />

<br />

①<br />

①<br />

①<br />

<br />

[1 − μl] L t1 R [1−μr] <br />

<br />

Empfänger Empfänger<br />

u<br />

Sender<br />

o<br />

u<br />

o<br />

u<br />

<br />

1<br />

0<br />

<br />

0<br />

1<br />

<br />

2<br />

1<br />

<br />

0<br />

0<br />

Abb. <strong>7.1</strong>4: Dominanz in einem Signalisierungsspiel<br />

Die folgenden Strategien und Beliefs sind Pooling-Gleichgewichte:<br />

[(L, L), (o, u),μl = 1<br />

2 ,μr ≥ 1<br />

2 ].<br />

Da R hier <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit 0 gespielt wird, sind die<br />

Beliefs μr unbestimmt.<br />

Das Pooling auf L wird gestützt durch den Belief μr ≥ 1<br />

2 .<br />

Aber: Für Typ t2 ist R eine strikt dominierte Strategie, nicht<br />

jedoch für Typ t1. Also verlangt Bedingung 7.4, dass μr =0.<br />

Fazit: Die obigen Pooling-Gleichgewichte überleben Bedingung<br />

7.4 nicht!


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-39 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

In Signalisierungsspielen können wir Bedingung 7.4 auch wie<br />

folgt formulieren:<br />

Beobachtung: In einem Signalisierungsspiel ist die<br />

Botschaft ˜m für den Sender vom Typ ti genau dann<br />

strikt dominiert, wenn es eine Botschaft ˆm gibt, so<br />

dass<br />

min<br />

a∈A US(ti, ˆm, a) > max<br />

a∈A US(ti, ˜m, a).<br />

Bedingung 7.4’: Wenn die <strong>Information</strong>smenge, die<br />

nach Botschaft ˜m erreicht wird, außerhalb des Gleichgewichtspfades<br />

liegt, und wenn diese Botschaft für<br />

den Sender vom Typ ti strikt dominiert ist, dann sollte<br />

der Empfänger dem Typ ti Wahrscheinlichkeit 0<br />

zuordnen, vorausgesetzt, es existiert wenigstens ein<br />

anderer Typ tj, für den ˜m nicht strikt dominiert ist.<br />

Dieses Dominanzargument erlaubt es uns, einige Gleichgewichte<br />

auszuschließen. Die Menge der PBGGe in einem Signalisierungsspiel,<br />

die Bedingung 7.4’ erfüllen, kann aber<br />

immer noch sehr groß sein.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-40 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

7.9 Gleichgewichtsdominanz: Das Intuitive<br />

Kriterium<br />

Betrachten wir das folgende Signalisierungs-Spiel:<br />

Der Empfänger muss sich entscheiden, ob er <strong>mit</strong> dem<br />

Sender einen Kampf anfängt oder nicht.<br />

Es gibt zwei Typen von Sendern:<br />

– Typ t1 ist ein “Schwächling”; p(t1) =μ0 =0, 1.<br />

– Typ t2 ist ein “Kraftprotz”; p(t2) =1− μ0 =0, 9.<br />

Der Empfänger möchte gern gegen den Schwächling,<br />

nicht aber gegen den Kraftprotz kämpfen.<br />

Der Sender kann durch die Wahl seines Frühstücks zwei<br />

mögliche Signale aussenden:<br />

– “Bier” oder “Quiche”.<br />

Die Auszahlungen sind wie folgt:<br />

– Empfänger: Wenn er nicht kämpft, bekommt er 0.<br />

Wenn er kämpft, bekommt er gegen den Schwächling<br />

1, gegen den Kraftprotz -1.<br />

– Sender: Beide Typen ziehen es vor, nicht zu kämpfen.<br />

Der Kraftprotz hat lieber Bier zum Frühstück, der<br />

Schwächling lieber Quiche. Das bevorzugte Frühstück<br />

gibt einen zusätzlichen Payoff von 1, nicht kämpfen<br />

zu müssen einen zusätzlichen Payoff von 2.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-41 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

<br />

<br />

1<br />

1<br />

<br />

3<br />

0<br />

0<br />

−1<br />

<br />

<br />

2<br />

0<br />

k [μq]<br />

Schwächling<br />

[μb] k<br />

<br />

<br />

Quiche t1 Bier<br />

① ①<br />

①<br />

<br />

n<br />

<br />

0, 1<br />

① Natur<br />

<br />

0, 9<br />

<br />

k<br />

①<br />

①<br />

①<br />

<br />

Quiche t2 Bier<br />

<br />

<br />

Empfänger Empfänger<br />

[1 − μq] [1 − μb]<br />

n<br />

Kraftprotz<br />

n<br />

Abb. <strong>7.1</strong>5: Das “Bier-Quiche”-Spiel<br />

n<br />

k<br />

<br />

<br />

0<br />

1<br />

<br />

2<br />

0<br />

1<br />

−1<br />

<br />

<br />

3<br />

0<br />

Betrachten Sie die folgenden Pooling-Gleichgewichte:<br />

[(Quiche, Quiche), (n, k), μq =0, 1, μb ≥ 1<br />

2 ].<br />

Entlang des Gleichgewichtspfades essen beide Typen Quiche,<br />

und es gibt keinen Kampf. Wenn der Empfänger jedoch<br />

Bier beobachtet, glaubt er, dass die Wahrscheinlichkeit des<br />

gesunken ist, und kämpft.<br />

Kraftprotzes auf unter 1<br />

2<br />

Erfüllen diese Gleichgewichte Bedingung 7.4’? Ja, denn Bier<br />

ist weder für den Kraftprotz noch für den Schwächling eine<br />

strikt dominierte Strategie.<br />

Sind diese Gleichgewichte plausibel? Stellen Sie sich vor, der<br />

Sender könnte, nachdem er Bier getrunken hat, die folgende<br />

Rede an den Empfänger halten:


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-42 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

“Die Tatsache, dass ich Bier getrunken habe, sollte<br />

Dich davon überzeugen, dass ich der Kraftprotz bin:<br />

Wenn ich der Schwächling wäre, könnte ich meine<br />

Situation durch Biertrinken unmöglich verbessern:<br />

Anstatt der Gleichgewichtsauszahlung von<br />

3würde ich entweder 0 oder 2 bekommen.<br />

Wenn ich jedoch der Kraftprotz bin, dann könnte<br />

ich meine Auszahlung von 2 auf 3 verbessern,<br />

nämlich wenn Dich mein Frühstück davon überzeugt,<br />

dass ich in der Tat der Kraftprotz bin.<br />

Also macht diese Abweichung nur Sinn, wenn ich<br />

tatsächlich der Kraftprotz bin.”<br />

Würde Sie diese Rede überzeugen? Wenn ja, dann überzeugt<br />

Sie auch die folgende Bedingung von Cho und Kreps<br />

(1987):<br />

Bedingung 7.5 (Intuitives Kriterium) Gegeben<br />

sei ein PBGG eines Signalisierungsspiels <strong>mit</strong> Senderstrategie<br />

m ∗ und Empfängerstrategie a ∗ .Wenndie<br />

<strong>Information</strong>smenge, die nach Botschaft ˜m erreicht<br />

wird, außerhalb des Gleichgewichtspfades liegt, und<br />

wenn die Botschaft ˜m für den Sender vom Typ ti<br />

gleichgewichtsdominiert ist, d.h.,<br />

U ∗ S(ti,m ∗ (ti),a ∗ (m ∗ (ti))) > max<br />

a∈A US(ti, ˜m, a),


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-43 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

dann sollte der Empfänger Typ ti Wahrscheinlichkeit<br />

0 zuordnen, vorausgesetzt, es existiert wenigstens ein<br />

anderer Typ tj, für den ˜m nicht gleichgewichtsdominiert<br />

ist.<br />

Bemerkungen:<br />

1) Das Intuitive Kriterium vergleicht die höchstmögliche<br />

Auszahlung, wenn ˜m gesendet wird, nicht <strong>mit</strong> der niedrigstmöglichen<br />

Auszahlung, die Typ ti durch eine andere<br />

Botschaft hätte erhalten können, sondern <strong>mit</strong> der<br />

(höheren) Auszahlung von Typ ti, wennersichandas<br />

Gleichgewicht gehalten hätte. Dieses Kriterium steht auf<br />

deutlich schwächeren Füßen als Bedingung 7.4.<br />

2) Wenn ein Gleichgewicht das Intuitive Kriterium erfüllt,<br />

dann muss es auch Bedingung 7.4 erfüllen.<br />

3) Das Intuitive Kriterium unterstellt eine Art “Hyperrationalität”:<br />

Wenn es zu Abweichungen vom Gleichgewichtspfad<br />

kommt, dann sollten die <strong>Spiele</strong>r versuchen,<br />

auch diese Abweichungen “rational” zu erklären. Dies<br />

steht im Gegensatz zur Idee nicht-intendierter Fehler<br />

(Zittern).<br />

4) Cho und Kreps zeigen, dass jedes Signalisierungsspiel<br />

wenigstens ein PBGG hat, das das Intuitive Kriterium<br />

erfüllt.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-44 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

<strong>7.1</strong>0 Das Intuitive Kriterium im Spence-<br />

Modell<br />

Wir hatten gesehen, dass es im Spence Modell sehr viele<br />

(Trenn- und Pooling-)Gleichgewichte gibt. Wir zeigen jetzt,<br />

dass nur ein einziges dieser Gleichgewichte das Intuitive Kriterium<br />

überlebt.<br />

1. Schritt: Bedingung 7.4’ impliziert μ(e) =1, falls e ′ <<br />

ee ′<br />

wählt, ist, dass er den Lohn w = θH bekommt. Der<br />

Punkt (e, θH) (e >e ′ ) ist aber schlechter als der Punkt<br />

(0,θL), was das mindeste ist, das der Arbeiter bekommen<br />

muss, wenn er e =0wählt. Also wird e>e ′ für<br />

Typ θL strikt von e =0dominiert.<br />

Falls e ′


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-45 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. <strong>7.1</strong>6: Separierende Gleichgewichte und Bedingung<br />

7.4’ im Spence-Modell<br />

3. Schritt: Der 1. Schritt impliziert auch, dass Typ θH in<br />

allen Gleichgewichten wenigstens den Nutzen U(θH,e ′ ,θH)<br />

bekommen muss, den er im Punkt (e ′ ,θH) erhielte.<br />

Im letzten Schritt werden wir die Pooling-Gleichgewichte<br />

eliminieren. Dazu müssen wir zwei Fälle unterscheiden.<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-46 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

4. Schritt, Fall 1: Die Wahrscheinlichkeit von Typ θH ist<br />

so niedrig, dass die konstante Lohnfunktion<br />

w(e) = ˆw = μ0θH +(1− μ0)θL<br />

unterhalb der Indifferenzkurve von Typ θH durch den Punkt<br />

(e ′ ,θH) verläuft:<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. <strong>7.1</strong>7: Pooling-Gleichgewichte – Fall 1<br />

In diesem Fall kann kein Pooling-Gleichgewicht existieren,<br />

das Bedingung 7.4’ erfüllt, weil Typ θH in einem solchen<br />

Gleichgewicht einen geringeren Nutzen hätte, als den, den<br />

er im Punkt (e ′ ,θH) erhielte.<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-47 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

4. Schritt, Fall 2: Die Wahrscheinlichkeit von Typ θH ist<br />

so hoch, dass die konstante Lohnfunktion<br />

w(e) = ˆw = μ0θH +(1− μ0)θL<br />

die Indifferenzkurve von Typ θH durch den Punkt (e ′ ,θH)<br />

schneidet:<br />

w<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Abb. <strong>7.1</strong>8: Pooling Gleichgewichte – Fall 2<br />

Betrachten wir ein Pooling-Gleichgewicht auf e P . Hier hilft<br />

uns Bedingung 7.4’ nicht weiter, wohl aber das stärkere<br />

Intuitive Kriterium.<br />

Alle e>esind für Typ θL gleichgewichtsdominiert: Das<br />

beste, was Typ θL bekommen kann, wenn er ein solches e<br />

wählt, ist schlechter als seine Auszahlung bei e p . Dagegen<br />

sind alle e ∈ ]e, e[ für Typ θH nicht gleichgewichtsdominiert.<br />

<br />

<br />

<br />

e


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-48 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Wenn die Firmen e ∈ ]e, e[ beobachten, verlangt das Intuitive<br />

Kriterium also, dass sie glauben, <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

1TypθH gegenüberzustehen. Also werden sie in diesem Fall<br />

w = θH anbieten. Dann aber hat Typ θH einen Anreiz, von<br />

dem Pooling-Gleichgewicht abzuweichen, was dieses Gleichgewicht<br />

zerstört.<br />

Beachten Sie, dass dieses Argument für alle e p ≥ 0 gilt. Es<br />

existiert also kein Pooling-Gleichgewicht, das dem Intuitiven<br />

Kriterium genügt.<br />

Bemerkungen:<br />

1) Wenn es mehr als zwei Typen im Spence-Modell gibt,<br />

ist das Intuitive Kriterium zu schwach, um ein eindeutiges<br />

Gleichgewicht auszuzeichnen. Eine stärkere Verfeinerung<br />

ist dann notwendig, z.B.: “D1” (“universal divinity”).<br />

2) Es gibt eine ganze Reihe anderer Verfeinerungen. Fast<br />

alle wählen im Spence-Modell das sog. Riley-Ergebnis<br />

(das Pareto-beste separierende Gleichgewicht) als einziges<br />

Gleichgewicht aus. In komplizierteren <strong>Spiele</strong>n führen<br />

verschiedene Verfeinerungen aber oft zu einer unterschiedlichen<br />

Gleichgewichtsauswahl. Es existiert kein Konsens<br />

über die “richtige” Verfeinerung.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-49 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

<strong>7.1</strong>1 Reputationsmodelle<br />

Wir betrachten jetzt wiederholte <strong>Spiele</strong> <strong>mit</strong> asymmetrischer<br />

<strong>Information</strong>. Hier kann ein <strong>Spiele</strong>r, dessen Typ private <strong>Information</strong><br />

ist, versuchen, eine Reputation dafür aufzubauen,<br />

ein bestimmter Typ zu sein.<br />

Der Aufbau einer Reputation ist immer dann interessant,<br />

wenn es Com<strong>mit</strong>ment-Probleme (Probleme der Selbstbindung)<br />

gibt.<br />

Beispiele:<br />

Die Zentralbank möchte sich binden, nicht zu inflationieren.<br />

Ein Monopolist möchte sich binden, etwaige Marktzutreter<br />

rigoros zu bekämpfen.<br />

Die <strong>Spiele</strong>r im Gefangenendilemma möchten sich binden,<br />

“Tit-for-tat” zu spielen.<br />

Ein Verkäufer möchte sich binden, seinen Preis nicht zu<br />

senken.<br />

In allen diesen Fällen ist die Aktion, an die der <strong>Spiele</strong>r sich<br />

ex ante binden möchte, ex post nicht mehr optimal.<br />

In einmaligen <strong>Spiele</strong>n ist die Selbstbindung deshalb nicht<br />

glaubwürdig.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-50 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Wir haben bereits gesehen, dass in unendlich oft wiederholten<br />

<strong>Spiele</strong>n implizite Verträge möglich sind, die eine Selbstbindung<br />

stützen können.<br />

Jetzt betrachten wir einen anderen Mechanismus der Selbstbindung,<br />

der auch in endlich oft wiederholten <strong>Spiele</strong>n funktionieren<br />

kann: Reputationseffekte.<br />

<strong>7.1</strong>2 Das Handelsketten-Paradoxon<br />

Betrachten Sie erneut das folgende Marktzutrittsspiel:<br />

Zutreter<br />

①<br />

<br />

<br />

<br />

0<br />

a<br />

O I<br />

<br />

①<br />

k<br />

<br />

<br />

−1<br />

−1<br />

Monopolist<br />

n<br />

<br />

1<br />

0<br />

Abb. <strong>7.1</strong>9: Marktzutrittsspiel<br />

Dieses Spiel hat zwei Nash-Gleichgewichte in reinen Strategien:<br />

(I,n) und (O, k), aber das zweite ist nicht teilspielperfekt.<br />

Darum sollten wir erwarten, dass der Zutreter zutritt<br />

und der Monopolist den Markt teilt.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-51 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Betrachten Sie jetzt das folgende wiederholte Spiel:<br />

Der Monopolist hat eine Ladenkette <strong>mit</strong> Filialen in 20<br />

Orten.<br />

In jedem Ort gibt es einen lokalen potentiellen Marktzutreter.<br />

Die Marktzutreter müssen in einer festen Reihenfolge,<br />

einer pro Periode, über Marktzutritt entscheiden.<br />

Nach jedem Marktzutritt entscheidet der Monopolist,<br />

ob er kämpft.<br />

Auch dieses wiederholte Spiel hat ein eindeutiges TPGG:<br />

Alle Zutreter treten zu, der Monopolist gibt immer nach.<br />

Handelsketten-Paradoxon (Chain-Store Paradox)<br />

(Selten, 1978):<br />

Der Monopolist sollte die ersten Zutreter bekämpfen,<br />

um dadurch zukünftige Zutreter vom Zutritt abzuschrecken.<br />

Aber das ist kein TPGG.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-52 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

<strong>7.1</strong>3 Das Handelsketten-Spiel <strong>mit</strong> asymmetrischer<br />

<strong>Information</strong><br />

Angenommen, die Zutreter sind sich nicht sicher, welchem<br />

“Typen” von Monopolist sie gegenüberstehen:<br />

Der “normale” Typ (N) hat dieselben Auszahlungen wie<br />

in Abb. <strong>7.1</strong>9. Seine ex-ante-Wahrscheinlichkeit sei 1−ɛ.<br />

Der “Com<strong>mit</strong>ment”-Typ (C) hat die folgenden Auszahlungen:<br />

Zutreter<br />

①<br />

<br />

<br />

<br />

0<br />

a<br />

O I<br />

<br />

①<br />

k<br />

<br />

<br />

−1<br />

−1<br />

<br />

Monopolist<br />

n<br />

1<br />

−∞<br />

Abb. 7.20: Auszahlungen des “Com<strong>mit</strong>ment”-Typen<br />

Für C ist es eine streng dominante Strategie, jeden Zutreter<br />

zu bekämpfen. Seine ex-ante-Wahrscheinlichkeit<br />

sei ɛ.<br />

Wir nehmen an, dass a>1 und der Monopolist seine<br />

Auszahlungen nicht diskontiert.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-53 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Analyse des Spiels<br />

Wir bezeichnen die Zutreter <strong>mit</strong> Zt, wobei der Zeitindex<br />

“rückwärts” läuft und angibt, wieviele Zutreter (einschließlich<br />

Zt) noch kommen werden. Der erste Zutreter hat so<strong>mit</strong><br />

den Index T , der letzte den Index 1.<br />

Sei μt(ht) der Belief von Zutreter Zt, dass er dem Com<strong>mit</strong>ment-Typen<br />

gegenübersteht, gegeben, dass er die Geschichte<br />

ht beobachtet hat.<br />

Angenommen, der Monopolist hat gegen den Zutreter Zˆt<br />

nicht gekämpft. Da nicht zu kämpfen für C eine strikt dominierte<br />

Strategie ist, hat der Monopolist da<strong>mit</strong> offenbart,<br />

dass er nicht C ist. Das bedeutet:<br />

μt =0für alle t


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-54 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Die letzte Runde<br />

Z1 habe Belief μ1, der sich aus der Vorgeschichte des Spiels<br />

und den Gleichgewichtsstrategien aller <strong>Spiele</strong>r ergibt.<br />

Wenn Z1 zutritt, wird<br />

C kämpfen;<br />

N nicht kämpfen.<br />

Zutritt ist für Z1 genau dann strikt besser, wenn<br />

das heißt,<br />

(1 − μ1) · 1+μ1 · (−1) > 0,<br />

μ1 < 1<br />

2 .<br />

In der letzten Runde müssen Gleichgewichtsstrategien also<br />

folgendes vorschreiben:<br />

Wenn μ1 < 1<br />

2 ,trittZ1 zu.<br />

Wenn μ1 > 1<br />

2 , bleibt Z1 draußen.<br />

N kämpft nicht.<br />

Das Verhalten von Z1 bei μ1 = 1<br />

2 ist dabei (noch) unbestimmt.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-55 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Die vorletzte Runde<br />

Z2 habe Belief μ2.Diemöglichen Beliefs des Z1 hängen vom<br />

Verhalten des Z2 und des Monopolisten ab; wir bezeichnen<br />

sie <strong>mit</strong> μ1(I,n), μ1(I,k) und μ1(O). Dabei gilt μ1(I,n)=<br />

0 und μ1(O) =μ2.<br />

Wir müssen zwei Fälle unterscheiden:<br />

Fall 1: μ2 ≥ 1<br />

2 .<br />

Falls Z2 zutritt, wird auch N kämpfen; dies zeigen die folgenden<br />

Überlegungen:<br />

Nehmen wir einmal an, dass N <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

x2 < 1 kämpft.<br />

Dann ist nach Bayes’ Regel<br />

μ1(I,k)=<br />

μ2<br />

μ2 +(1− μ2) · x2<br />

>μ2 ≥ 1<br />

2 .<br />

Kämpfen heute würde also Zutritt morgen verhindern.<br />

Wegen UN,2(k) =−1 +a>0 würde es sich für N<br />

also lohnen, heute <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit 1 zu kämpfen<br />

– dies ist ein Widerspruch zur obigen Annahme.<br />

Wenn nach Zutritt von Z2 aber sicher gekämpft wird, bleibt<br />

Z2 besser draußen.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-56 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Fall 2: μ2 < 1<br />

2 .<br />

Gibt es ein Pooling-Gleichgewicht?<br />

Nehmen wir an, auch N kämpft.<br />

Dann ist μ1(I,k)=μ2 < 1<br />

2 .<br />

Das bedeutet Zutritt morgen.<br />

Es wäre für N daher besser, heute nicht zu kämpfen:<br />

Pooling ist also unmöglich.<br />

UN,2(k) =−1+0< 0.<br />

Gibt es ein separierendes Gleichgewicht?<br />

Nehmen wir an, N kämpft nicht.<br />

Dann ist μ1(I,k)=1.<br />

Kämpfen heute würde also Zutritt morgen verhindern.<br />

Es würde sich für N daher lohnen, heute doch zu kämpfen:<br />

UN,2(k) =−1+a>0.<br />

Separierung ist also auch unmöglich.<br />

Einzige verbleibende Möglichkeit: Hybrides Gleichgewicht.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-57 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Sei x2 die Wahrscheinlichkeit, <strong>mit</strong> der N bei Zutritt von Z2<br />

kämpft.<br />

Im Gleichgewicht muss x2 so gewählt sein, dass der aktualisierte<br />

Belief von Z1 nach Beobachtung von (I,k) diesen<br />

gerade indifferent macht zwischen Zutritt und Nicht-Zutritt.<br />

Gemäß Bayes’ Regel ist dieser Belief<br />

μ2<br />

μ1(I,k)=<br />

.<br />

μ2 +(1−μ2) · x2<br />

Indifferenz von Z1 erfordert μ1(I,k)= 1<br />

2 ,also<br />

x2 = μ2<br />

.<br />

1 − μ2<br />

Sei y1 die Wahrscheinlichkeit, <strong>mit</strong> der Z1 nach Beobachtung<br />

von (I,k) zutritt.<br />

Im Gleichgewicht muss y1 so gewählt sein, dass N tatsächlich<br />

indifferent zwischen k und n ist. Da<br />

UN,2(k) =−1+y1 · 0+(1− y1) · a,<br />

ist N indifferent genau dann, wenn<br />

y1 =<br />

a − 1<br />

a .


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-58 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Gegeben dieses Verhalten im Fortsetzungsspiel nach Marktzutritt<br />

von Z2, sollte Z2 zutreten?<br />

Wenn Z2 zutritt, erhält er die erwartete Auszahlung<br />

UZ2 (I) =μ2 · (−1) + (1 − μ2) · [x2 · (−1) + (1 − x2) · 1]<br />

= −μ2 +(1−μ2)(1 − 2x2)<br />

= −μ2 +(1−μ2) − 2μ2<br />

=1−4μ2. Zutritt ist also genau dann strikt besser für Z2, wenn<br />

μ2 < 1<br />

4 .<br />

Fazit:<br />

In der vorletzten Runde müssen Gleichgewichtsstrategien<br />

folgendes vorschreiben:<br />

Wenn μ2 < 1<br />

4 ,trittZ2 zu.<br />

Wenn μ2 > 1<br />

4 , bleibt Z2 draußen.<br />

N kämpft <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit min <br />

μ2<br />

1−μ2<br />

, 1.<br />

Das Verhalten von Z2 bei μ2 = 1 ist (noch) unbestimmt.<br />

4<br />

Dafür wissen wir nun, was Z1 tut, wenn er indifferent ist:<br />

(und es sich nicht um ein Ein-Perioden-<br />

Wenn μ1 = 1<br />

2<br />

Spiel handelt), tritt Z1 <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit a−1<br />

a zu.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-59 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Die drittletzte Runde<br />

Z3 habe Belief μ3.Diemöglichen Beliefs des Z2 hängen vom<br />

Verhalten des Z3 und des Monopolisten ab; wir bezeichnen<br />

sie <strong>mit</strong> μ2(I,n), μ2(I,k) und μ2(O). Dabei gilt μ2(I,n)=<br />

0 und μ2(O) =μ3.<br />

Wir müssen wieder zwei Fälle unterscheiden:<br />

Fall 1: μ3 ≥ 1<br />

4 .<br />

Falls Z3 zutritt, wird auch N kämpfen; dies zeigen die folgenden<br />

Überlegungen:<br />

Nehmen wir einmal an, dass N <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit<br />

x3 < 1 kämpft.<br />

Dann ist nach Bayes’ Regel<br />

μ2(I,k)=<br />

μ3<br />

μ3 +(1− μ3) · x3<br />

>μ3 ≥ 1<br />

4 .<br />

Kämpfen heute würde also den Zutritt von Z2 verhindern.<br />

Wegen UN,3(k) ≥−1+a>0 würde es sich für N<br />

also lohnen, heute <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit 1 zu kämpfen<br />

– dies ist ein Widerspruch zur obigen Annahme.<br />

Wenn nach Zutritt von Z3 aber sicher gekämpft wird, bleibt<br />

Z3 besser draußen.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-60 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Fall 2: μ3 < 1<br />

4 .<br />

Gibt es ein Pooling-Gleichgewicht?<br />

Nehmen wir an, auch N kämpft.<br />

Dann ist μ2(I,k)=μ3 < 1<br />

4 .<br />

Das bedeutet Zutritt morgen, worauf N indifferent zwischen<br />

Kämpfen und Marktaufteilung sein wird.<br />

Es wäre für N daher besser, heute nicht zu kämpfen:<br />

UN,3(k) =−1+UN,2(n) =−1+0+0< 0.<br />

Pooling ist also unmöglich.<br />

Gibt es ein separierendes Gleichgewicht?<br />

Nehmen wir an, N kämpft nicht.<br />

Dann ist μ2(I,k)=1.<br />

Kämpfen heute würde also Zutritt morgen verhindern.<br />

Es würde sich für N daher lohnen, heute doch zu kämpfen:<br />

UN,3(k) ≥−1+a>0.<br />

Separierung ist also auch unmöglich.<br />

Wir haben also wieder ein hybrides Gleichgewicht.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-61 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Sei x3 die Wahrscheinlichkeit, <strong>mit</strong> der N bei Zutritt von Z3<br />

kämpft.<br />

Im Gleichgewicht muss x3 so gewählt sein, dass der aktualisierte<br />

Belief von Z2 nach Beobachtung von (I,k) diesen<br />

gerade indifferent macht zwischen Zutritt und Nicht-Zutritt.<br />

Gemäß Bayes’ Regel ist dieser Belief<br />

μ3<br />

μ2(I,k)=<br />

.<br />

μ3 +(1−μ3) · x3<br />

Indifferenz von Z2 erfordert μ2(I,k)= 1<br />

4 ,also<br />

x3 = 3μ3<br />

.<br />

1 − μ3<br />

Sei y2 die Wahrscheinlichkeit, <strong>mit</strong> der Z2 nach Beobachtung<br />

von (I,k) zutritt.<br />

Im Gleichgewicht muss y2 so gewählt sein, dass N tatsächlich<br />

indifferent zwischen k und n ist. Da die Gesamtauszahlung<br />

von N nach Zutritt von Z2 gleich Null sein wird, ist<br />

UN,3(k) =−1+y2 · 0+(1− y2) · [a +0].<br />

Deshalb ist N vor Zutritt von Z2 genau dann indifferent,<br />

wenn<br />

a − 1<br />

y2 =<br />

a .


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-62 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Gegeben dieses Verhalten im Fortsetzungsspiel nach Marktzutritt<br />

von Z3, sollte Z3 zutreten?<br />

Wenn Z3 zutritt, erhält er die erwartete Auszahlung<br />

UZ3 (I) =μ3 · (−1) + (1 − μ3) · [x3 · (−1) + (1 − x3) · 1]<br />

= −μ3 +(1−μ3)(1 − 2x3)<br />

= −μ3 +(1−μ3) − 6μ3<br />

=1−8μ3. Zutritt ist also genau dann strikt besser für Z3, wenn<br />

μ3 < 1<br />

8 .<br />

Fazit:<br />

In der drittletzten Runde müssen Gleichgewichtsstrategien<br />

folgendes vorschreiben:<br />

Wenn μ3 < 1<br />

8 ,trittZ3 zu.<br />

Wenn μ3 > 1<br />

8 , bleibt Z3 draußen.<br />

N kämpft <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit min <br />

3μ3<br />

1−μ3<br />

, 1.<br />

Das Verhalten von Z3 bei μ3 = 1 ist (noch) unbestimmt.<br />

8<br />

Dafür wissen wir nun, was Z2 tut, wenn er indifferent ist:<br />

(und es sich nicht um ein Zwei-Perioden-<br />

Wenn μ2 = 1<br />

4<br />

Spiel handelt), tritt Z2 <strong>mit</strong> Wahrscheinlichkeit a−1<br />

a zu.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-63 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Das T -Perioden-Spiel<br />

Durch vollständige Induktion kann man zeigen, dass das<br />

Gleichgewicht des T -Perioden-Spiels die folgende Struktur<br />

hat.<br />

Wenn ɛ> 1<br />

2t, dann bleibt Zt draußen. (Beachten Sie<br />

hierbei, dass μt = ɛ, solange noch niemand zugetreten<br />

ist.)<br />

Der erste Marktzutritt erfolgt durch den ersten Zutreter<br />

Zt, für den ɛ< 1<br />

2t ist. (Im Grenzfall, dass es ein t gibt<br />

<strong>mit</strong> ɛ = 1<br />

2t, randomisiert Zt. Falls er draußen bleibt, tritt<br />

Zt−1 zu.)<br />

Ab dem ersten Marktzutritt randomisiert der normale<br />

Typ des Monopolisten so, dass der nächste Zutreter gerade<br />

indifferent ist, ob er zutreten soll, wenn er in der<br />

Vorperiode Kampf beobachtet hat; und der nächste Zutreter<br />

randomisiert so, dass der normale Typ tatsächlich<br />

indifferent ist.<br />

Jedesmal, wenn der normale Typ kämpft, steigt der Belief<br />

des nächsten Zutreters, dass er es <strong>mit</strong> dem Com<strong>mit</strong>ment-Typen<br />

zu tun hat.<br />

Sobald der normale Typ jedoch einmal nachgegeben hat,<br />

wird er danach immer nachgeben, und alle folgenden<br />

Zutreter treten ein.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-64 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

Bemerkungen:<br />

1) Marktzutritt erfolgt nur in den letzten Runden des Spiels.<br />

Wenn T groß ist, wird also in fast allen Perioden (bis<br />

kurz vor Schluss) kein Zutritt stattfinden.<br />

2) Schon eine sehr kleine ex-ante-Wahrscheinlichkeit des<br />

Com<strong>mit</strong>ment-Typs reicht bei hinreichend langen <strong>Spiele</strong>n<br />

aus, um das unplausible TPGG zu überwinden.<br />

3) Es wird manchmal gesagt, dass der Monopolist im obigen<br />

Gleichgewicht eine Reputation dafür aufbaut, ein<br />

Com<strong>mit</strong>ment-Typ zu sein. Dies ist nicht ganz richtig,<br />

denn entlang des Gleichgewichtspfades findet ja zunächst<br />

kein Zutritt statt, sodass der Monopolist gar keine Möglichkeit<br />

hat, durch seine Taten eine Reputation aufzubauen.<br />

Nur wenn ein Zutreter tatsächlich zutritt (entweder<br />

auf dem Gleichgewichtspfad gegen Ende des Spiels<br />

oder abseits des Gleichgewichtspfades), kann der Monopolist<br />

aktiv die Beliefs der anderen Zutreter beeinflussen.<br />

Aber auch dabei geht es eher um die Erhaltung als den<br />

Aufbau einer Reputation.<br />

4) Das Gleichgewicht ist generisch eindeutig. Wir haben<br />

hier keine Probleme <strong>mit</strong> multiplen Gleichgewichten, weil<br />

das Verhalten des Com<strong>mit</strong>ment-Typs durch seine extremen<br />

Präferenzen festgelegt ist.


Spieltheorie (Winter 2009/10) 7-65 Prof. Dr. Ana B. Ania<br />

5) Com<strong>mit</strong>ment-Typen dominieren das Spiel auch, wenn<br />

noch viele andere Typen positive Wahrscheinlichkeit haben<br />

(Fudenberg und Levine, 1989).<br />

6) Die Idee zur Lösung des Handelsketten-Paradoxons (und<br />

anderer Paradoxa, wo TPGGe unplausible Vorhersagen<br />

machen – siehe endlich wiederholtes Gefangenen-Dilemma<br />

oder Rosenthals Hundertfüßler) durch Einführung eines<br />

“Quäntchens” <strong>unvollständiger</strong> <strong>Information</strong> geht zurück<br />

auf die “Viererbande” Kreps, Milgrom, Roberts und<br />

Wilson (KW 1982, MR 1982 und KMRW 1982).<br />

7) Gibbons (1992, Kap. 4.3.C) betrachtet ein einfaches<br />

Beispiel der Reputationseffekte im endlich wiederholten<br />

Gefangen-Dilemma.

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