Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

MATH 331

FEBRUARY 2022 CLASS TEST

GAME THEORY

1.   a)  A rustic poker game for two players,  and  , begins with both players       staking £2 into the kitty. In this game there is a hat containing six cards, one     marked with the number ‘1’, four marked with the number ‘3’ and one marked with the number ‘5’. The game starts with Player  selecting (at random) two   cards from the hat (both players are careful not to show their cards to their        opponent). Player  then selects a single card from those remaining in the hat.  Now Player  must decide to call either “Raise £4” or “Raise £2”. He then       adds either £4 or £2 into the kitty, depending on which call he makes. Now it   is player B’s turn. If he holds the ‘5’ card, his only option is to turn it face up   and call “Stick”. But if he holds the ‘1’ or a ‘3’ card, then he may call either     “Raise £2” or “Stick” as before. If calls “Raise £2”, then he pays £2 into the     kitty and selects a second card from the hat.

At this point the game concludes, the players turn over all the cards they hold in their hands. The winner of the game is the player with the higher score. A     player’s score is given by the total numbers on their respective card/s, minus    the money they paid into the kitty to obtain those cards. The player with the      higher score wins all the money in the kitty. If the scores are equal, the kitty is shared.

Draw a game tree for this game, including the information sets, the relevant probabilities ofthe possible scenarios and the monetary payoffs the players   receive. To simplify the diagram:

i) Show all of ’s information sets, but only those for  when he first selects either the ‘1’ or ‘5’ card.

ii) Compute and show the payoffs only in those instances when player  calls “Raise £4”.

[11 marks]

b) Compute the total number of playing strategies for each player. Write out   any three of Player ’s playing strategies in full. Do the same for any three of Player ’s playing strategies.

[4 marks]

c) Suppose both players adopt their most aggressive playing strategies, that is Player  calls “Raise £4” in all circumstances and Player  calls “Raise £2”  whenever permissible. Calculate the expected payoff for both players ifthese two strategies are pitted against one another.

[5 marks]

 

2.   a) In a 2 × 2 strategic game, the payoff bi-matrix for the two players A (row) and B (column) is given by

().

Using the swastika method, or otherwise, find the Nash equilibria ofthe game. [8 marks]

b) A more general version ofthis particular 2 × 2 strategic game, is defined by the following payoff bi-matrix

(),

where  and  ∈ ℝ . Establish the conditions on  and  that ensure the game contains a Nash equilibrium point over the mixed strategies.

[6 marks]

 

c) Assume that the game b) above contains a Nash equilibrium point over the  mixed strategies ( , ). Write down an expression for  , the sum of  and    ’s respective payoffs when  plays  and  plays  . If  = 5⁄2, establish the value of  , consistent with conditions found in part b), that maximises  .

[6 marks]


3.   a) A player has prospects 1, 2, 3 and 4 with 1 preferred to 4 . Suppose that

2~ [5 1,  3 4]


3~ [ 1,   4].

What is the preference relation between 2 and 3? The prospect s is such that

~ [1 2,   5 3] .

Find p such that

~[1,  (1 − )4],

and q such that

2~[3,  (1 − )4].

Is there an r such that  3~[2,  (1 − )4]?

[1 mark]

[2 marks]

[2 marks]

[2 marks]

b)  Let () be a Gambler’s utility of regarding the prospect  of    winning/losing £x. Suppose his utility scale is standardised by setting

(1000) = 1000 and (−100) = −100. The Gambler has staked £100 at the card table to play a particular card game. In this game a pack of 16 face cards   (4 Aces, 4 Kings, 4 Queens and 4 Jacks) is used.

In round 1, the Dealer deals two cards face down to the Gambler. He then     turns them over. If the two cards have the same face (2 Aces, 2 Kings, 2         Queens or 2 Jacks), then the Gambler can either call “Raise” or “Stick”. If he calls “Stick” he is awarded a prize of £500. Ifthe cards are different, he loses his stake money.

Round 2 commences ifthe Gambler calls “Raise” . The Dealer shuffles the     remainder of the pack and deals two further cards face to the Gambler. He        then turns them over. If the two new cards match his two earlier face cards (so he now holds 4 Aces, or 4 Kings etc.) then he wins a £100,000 prize. Ifthe      two new cards have the same face but differ from his original two cards (e.g.   he picks up 2 Aces, then 2 Kings, etc.) he wins a £1000 prize. Otherwise he     loses his stake money.

Suppose the Gambler adopts the strategy of calling “Raise” whenever he can. Establish the probability of the Gambler losing his stake money in the game     pursuing this strategy.

[8 marks]

For the Gambler the prospect of 500  is ten times more valuable than playing the game. But he values the prospect of playing the entire game 50% higher    than the prospect ofjust playing round 1 and then stopping by calling “Stick” . Assuming EUP, calculate the values of (100,000) and (500) on the            Gambler’s utility scale.

[5 marks]