Einführung in die Spieltheorie und experimental Economics

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Einführung in die Spieltheorie
Prof. Dr. Aleksander Berentsen
1
Prof. Dr. Aleksander Berentsen
Abteilung Wirtschaftstheorie
Prof. Dr. Gabriele Camera
Abteilung Makroökonomie
Übungen:
Joachim Setlik
Romina Ruprecht
Einführung in die Spieltheorie
Prof. Dr. Aleksander Berentsen
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Literatur
Vorlesung:
Dienstag 09.15 - 12.00
Literatur:
Games of Strategy, 4th Edition
Dixit, Skeath and Reiley, Norton
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3
Übungen
Romina Ruprecht: Kollegienhaus, Hörsaal 115
A-E*: Montag, 14.15-15.00
F-K*: Montag, 15.15-16.00
Joachim Setlik: Kollegienhaus, Hörsaal 118
L-Q*: Montag, 14.15-15.00
R-Z*: Montag, 15.15-16.00
* Erster Buchstabe des Nachnamens
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4
FAQ
I
Alle Fragen bitte per Mail an Joachim oder Romina senden.
I
Fragen und Antworten werden in einem Dokument
veröffentlicht.
I
Das Dokument ist für alle zugänglich.
I
Link: https://docs.google.com/document/d/1XRFMWTQNrlFPG7fyr3SomKhFzYBrZLrtWaKdd3xLoI/edit?pli=1
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5
Prüfung
Die Prüfung besteht aus zwei Teilen:
I
Der Teil von Prof. Berentsen macht
I
1
3
Der Teil von Prof. Camera macht
2
3
der Prüfung aus.
der Prüfung aus.
Für den Teil von Prof. Berentsen sind folgende Unterlagen
prüfungsrelevant:
I
Kapitel 1-13 des Buches
I
Alle Vorlesungsunterlagen
I
Die Übungen
Prof. Camera wird zu einem späteren Zeitpunkt bekanntgeben,
was für seinen Teil relevant ist.
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6
Unterlagen zur Vorlesung
Sämtliche Unterlagen und Informationen finden Sie auf:
https://wwz.unibas.ch/wirtschaftstheorie/veranstaltungen/hs15/spieltheorie/abteilung/witheo/
Bitte beachten Sie die Unregelmässigkeiten des Stundenplans.
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7
Aufbau und Inhalt des Buches
I
Teil 1: Einleitung und allgemeine Grundsätze
I
Teil 2: Konzepte und Techniken
I
Teil 3: Einige generelle Klassen von Spielen und Strategien
I
Teil 4: Anwendungen für spezifische strategische Situationen
(wird hier nicht behandelt)
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8
Teil 1
I
Kapitel 1: Grundlegende Ideen und Beispiele
I
Kapitel 2: Grundgedanke bei strategischen Spielen
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9
Teil 2
I
Kapitel 3: Sequentielle Spiele
I
Kapitel 4: Simultane Spiele in diskreten Strategien
I
Kapitel 5: Simultane Spiele mit stetigen Strategien
I
Kapitel 6: Spiele mit sequentiellen und simultanen Aktionen
I
Kapitel 7: Simultane Spiele: Gemischte Strategien
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10
Teil 3
I
Kapitel 8: Unsicherheit und Information
I
Kapitel 9: Strategische Aktionen
I
Kapitel 10: Wiederholte Spiele
I
Kapitel 11: Kollektive Wahl
I
Kapitel 12: Evolutionäre Spieltheorie
I
Kapitel 13: Mechanismus-Design
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Syllabus
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
Mo,
14.9.
21.9.
28.9.
5.10.
12.10.
19.10.
26.10.
2.11.
9.11.
16.11.
23.11.
30.11.
Mo, 7.12.
fällt aus
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Übungen Kapitel
Probeklausur
Problem Set 1
Problem Set 2
1-3
4
6
7
8 & 13
10
11
12
Problem Sets 3 & 4
Einführung in die Spieltheorie
Di, 15.9.
Di, 22.9.
Di, 29.9.
Di, 6.10.
Di, 13.10.
Di, 20.10.
Di, 27.10.
Di, 3.11.
Di, 10.11.
Di, 17.11.
Di, 24.11.
Di, 1.12.
Fr, 4.12.
Di, 8.12.
Prof. Dr. Aleksander Berentsen
Einführung, Kapitel 1-3
Kapitel 4
Kapitel 6
Kapitel 7
Kapitel 8 & 13
Kapitel 10
Kapitel 11
Kapitel 12
fällt aus
Chapter 1
Chapter 2
Chapter 3
Chapter 4
Chapter 5
12
Teil 1: Einleitung und allgemeine Grundsätze
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13
Kapitel 1 und 2
Einführung in die Spieltheorie
Einführung in die Spieltheorie
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Übersicht
Einführung in die Spieltheorie
Was ist Spieltheorie?
Nutzen der Spieltheorie
Klassische Beispiele
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Was ist Spieltheorie?
”A game is being played whenever people interact with each other“
Ken Binmore (1992), Fun and Games
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Was ist Spieltheorie?
Strategische Interaktion
Agent 2
Agent 1
Jede Interaktion zwischen Menschen ist ein Spiel.
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Was ist Spieltheorie?
Beispiel aus dem Alltag
Nehme an, es gehen 10 Personen in ein Restaurant. Jeder bezahlt
am Schluss sein eigenes Essen. Dies ist ein Entscheidungsproblem.
Nehme nun an, dass vor dem Essen alle zustimmen, die Rechnung
am Ende auf alle Personen gleichmässig aufzuteilen. Jetzt haben
wir ein Spiel.
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Was ist Spieltheorie?
Glück, Können, Strategie
Spiele unterscheiden sich in Hinblick auf die Bedeutung, welche
I
dem Zufall (”Glück”)
I
dem Können der Spieler
I
ihren Entscheidungen, wie sie ihre Möglichkeiten nutzen
wollen (”Strategie”)
in ihnen zukommt.
Wir fokussieren auf die strategischen Aspekte...
... und untersuchen dabei aber auch, wie sich die anderen Faktoren
auf das strategische Verhalten auswirken.
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Was ist Spieltheorie?
Beispiel Elfmeterschütze
I
Können: Härte und Präzision des Schuss.
I
Glück: Wetter, Rasenqualität
I
Strategie: Wohin versuche ich zu schiessen?
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Was ist Spieltheorie?
Spieltheorie ist eine Theorie strategischen Verhaltens
I
Liefert eine Sprache zur Beschreibung von Spielen.
I
Liefert Prinzipien, um das Nachdenken über die strategische
Interaktionen zu strukturieren.
I
Liefert Prognosen über das Verhalten in strategischen
Situationen.
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Was ist Spieltheorie?
Strategische Interaktion
Agent 2
Agent 1
1’s Handlungen
2’s Handlungen
Spieltheorie ist die mathematisch Modellierung strategischer
Interaktion von rationalen Spielern.
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Was ist Spieltheorie?
I
Bsp. Entscheidungstheorie: Bauer und Wetter
I
Bsp. Strategische Interaktion: Gratiszeitungen
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Übersicht
Einführung in die Spieltheorie
Was ist Spieltheorie?
Nutzen der Spieltheorie
Klassische Beispiele
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Nutzen der Spieltheorie
I
Prognose
I
Design von Institutionen (Spielregeln)
I
Beratung
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Nutzen der Spieltheorie
Prognose
Warum beobachten wir ein bestimmtes Verhalten in einer
gegebenen Interaktion?
Die durch die spieltheoretische Analyse gefundenen Erklärungen
ermöglichen es eine Situation einzuschätzen und zu verstehen.
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Nutzen der Spieltheorie
Design von Institutionen (Spielregeln)
Versteht man, wie die Spielregeln das Verhalten der Spieler
beeinflussen, kann man versuchen über die Festlegung der
Spielregeln das Verhalten der Spieler zu steuern.
Spieltheorie kann also zur Gestaltung von Institutionen verwendet
werden.
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Nutzen der Spieltheorie
Design von Institutionen (Spielregeln)
Ausgestaltung von Institutionen und Verträgen:
I
Anreizsysteme in Firmen
I
Einlageversicherungen der Banken
I
Arbeitslosenhilfe
I
Prüfungsreglemente
I
Eheverträge
I
Traktanden
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Nutzen der Spieltheorie
Beratung
Spieltheorie liefert Ratschläge, wie sich ein Spieler in einem
gegebenen Spiel verhalten sollte, um seine Ziele zu erreichen.
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Nutzen der Spieltheorie
Anwendungsbeispiele
I
Illegales Verhalten: Doping im Sport, Kriminalität,
Schwarzfahren
I
Auktionen: Bietverhalten
I
Industrieökonomie: Entscheidungen über Preise, Mengen,
Produktqualität, Marktzutritt, Forschung und Entwicklung
I
Politik: Streiks, Verhandlungen über Gesamtarbeitsverträge,
Handelsliberalisierung, Abrüstung
I
Konflikte: Handelskriege, militärische Auseinandersetzungen
I
Unternehmensorganisation: Interaktion zwischen den
Mitarbeitern, Personalpolitik, Managementstruktur
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Nutzen der Spieltheorie
Anwendungsbeispiele
Spieltheoretische Ansätze können jedoch nicht nur in der
Ökonomie, sondern auch in anderen Disziplinen wie beispielsweise
Politikwissenschaft, Soziologie oder Biologie angewandt werden.
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Nutzen der Spieltheorie
Anwendungsbeispiele
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Übersicht
Einführung in die Spieltheorie
Was ist Spieltheorie?
Nutzen der Spieltheorie
Klassische Beispiele
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Klassische Beispiele
I
Gefangenendilemma
I
Koordinationsspiele
I
Chicken-Spiel
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Klassische Beispiele
Gefangenendilemma
I
Zwei Agenten haben zusammen ein Verbrechen begangen.
I
Die Polizei hat keine Beweise gegen sie zur Hand.
I
Sie werden einzeln verhört.
I
Wenn der eine Agent gesteht und der andere nicht, erhält der
Gestehende eine Strafmilderung und der nicht Gestehende
wird umso härter bestraft.
I
Wenn beide gestehen, erhalten sie die für dieses Vergehen
übliche Bestrafung.
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Klassische Beispiele
Gefangenendilemma
Clyde
Bonnie
Gestehen
Leugnen
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Gestehen
3 Jahre für beide
5 Jahre für Bonnie,
1 Jahr für Clyde
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Leugnen
1 Jahr für Bonnie,
5 Jahre für Clyde
2 Jahre für beide
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Klassische Beispiele
Gefangenendilemma
I
Eine Klasse muss sich auf eine Prüfung vorbereiten
I
Die Durchfallquote beträgt 20%, egal wie viel gelernt wird.
I
Die Studenten einigen sich darauf, nicht zu viel zu lernen.
I
Lernt man trotzdem ein wenig mehr, wirkt sich das
substantiell positiv auf die Note auf.
I
Tun dies aber alle, verpufft der Effekt des Mehraufwandes.
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Klassische Beispiele
Gefangenendilemma
Was sollen sie tun?
I
Wenn ein Student denkt, dass die anderen sich an die
Vereinbarung halten, sollte er mehr lernen, er hätte dann eine
bessere Note
I
Denkt er, dass die anderen mehr lernen, so tut er dies auch,
um nicht abzufallen.
⇒ In jeden Fall ist es besser, wenn der Student mehr lernt.
Es werden also alle mehr lernen. Aber es wäre besser für alle, wenn
sie weniger gelernt hätten.
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Klassische Beispiele
Koordinationsspiele (Kampf der Geschlechter)
I
Zwei Studenten verpassen es, sich auf eine Prüfung
vorzubereiten.
I
Sie bitten den Professor, die Prüfung um einen Tag zu
verschieben, da sie auf dem Weg zur Prüfung einen platten
Reifen hatten.
I
Der Professor stimmt zu.
I
An der Prüfung werden die beiden in separaten Räumen
platziert. Die erste Frage gibt 90% der Punkte und lautet:
Welcher Reifen?
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Klassische Beispiele
Chicken Spiel
I
Zwei Teenager fahren im Auto aufeinander zu.
I
Derjenige, der als erster ausweicht, um die Kollision zu
vermeiden ist der Verlierer (Chicken).
I
Derjenige, welcher weiter geradeaus fährt, ist der Gewinner.
I
Beide wollen die Kollision vermeiden.
⇒ Was sollen sie tun?
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Klassische Beispiele
Chicken Spiel
Einführung in die Spieltheorie
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Klassische Beispiele
Chicken Spiel
I
Zwei Studenten wohnen zusammen in einer WG.
I
Beide hoffen, dass der andere die Einkäufe erledigt.
I
Der Student kann einkaufen oder nicht.
I
Derjenige, der einkauft, ist der Verlierer.
I
Derjenige, der nicht einkauft, ist der Gewinner.
I
Beide wollen sie essen.
⇒ Was sollen sie tun?
I
Dynamische Version des Spiels (war of attrition):
Wann ist es optimal aufzugeben?
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