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06-03-2014 1 Juegos Estáticos Matriciales Marcos Singer Escuela de Administración Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas Pontificia Universidad Católica de Chile Teoría de Juegos y sus Aplicaciones Estratégicas Análisis Estratégico 2 Contenidos I. Las Reglas del Juego II. Juegos Estáticos de Información Completa III. Dilema del Prisionero IV. Dilemas Arquetípicos V. Representación con Tres Jugadores VI. Guía de Estudio y Tarea 06-03-2014 2 Análisis Estratégico 3 I. Las Reglas del Juego • La interacción se representa mediante un juego que señala: – quién puede participar, – de cuáles opciones dispone, – cuándo puede utilizarlas, – cuánto beneficio le depara, – cómo interviene el azar, – con cuál información cuenta, etc. Análisis Estratégico 4 Gottfried W. Leibnitz (1646-1716) • “Con el tiempo, […] se llegará a series de juegos susceptibles de ser tratadas matemáticamente.” 06-03-2014 3 Análisis Estratégico 5 Origen de la Teoría de Juegos: John von Neumann (1903-1957) • von Neumann y Morgenstern: Teoría de Juegos y Comportamiento Económico • Es parte de la teoría de decisiones, que estudia las decisiones de agentes racionales. Análisis Estratégico 6 Líneas de Teoría de Juegos • Juegos cooperativos o de coalición: negociación vinculante. • Juegos no-cooperativos o estratégicos: desenlace de equilibrio del cual los agentes no desean desviarse unilateralmente. • Kenneth Arrow: “teníamos la teoría de juegos cooperativos, pero no podíamos obligar a la otra parte a cooperar”. 06-03-2014 4 Análisis Estratégico 7 Origen de la Teoría de Juegos: John Nash (1928-) • Solución de negociación para juegos cooperativos • Punto de equilibrio no- cooperativo de un juego Análisis Estratégico 8 Por aquel tiempo fueron a ver al rey dos mujeres. Cuando estuvieron en su presencia, una de ellas dijo: “¡Ay, Majestad! Esta mujer y yo vivimos en la misma casa, y yo di a luz estando ella conmigo en casa. A los tres días de que yo di a luz, también dio a luz esta mujer. Estábamos las dos solas. [...] Pero una noche murió el hijo de esta mujer, [...]. Entonces se levantó a media noche, mientras yo estaba dormida, y quitó de mi lado a mi hijo y lo acostó con ella, poniendo junto a mí su hijo muerto. [...]”. La otra mujer dijo: “No, mi hijo es el que está vivo, y el tuyo es el muerto”. [...]. Así estuvieron discutiendo delante del rey. [...] Luego ordenó: “¡Tráiganme una espada!”. Cuando le llevaron la espada al rey, ordenó: “Corten en dos al niño vivo, y denle una mitad a cada una”. Pero la madre del niño vivo se angustió profundamente por su hijo, y suplicó al rey: “¡Por favor! ¡No mate Su Majestad al niño! ¡Mejor entrégueselo a esta mujer!” Pero la otra dijo: “Ni para mí ni para ti. ¡Que lo partan!” Entonces intervino el rey y ordenó: “Entreguen a aquella mujer el niño vivo. No lo maten, porque ella es su verdadera madre”. 06-03-2014 5 Análisis Estratégico 9 Análisis Estratégico 10 Hipótesis Juicio de Salomón • Si es sabido que el niño será ejecutado en caso de no ser cedido por alguna de las mujeres, y que si ambas lo ceden se debe resolver la disputa por otros medios: Madre genuina Impostora Pago 1ª Preferencia La otra mujer le cede el niño La otra mujer le cede el niño 4 2ª Preferencia Se resuelve por otros medios Se parte al niño por la mitad 3 3ª Preferencia Cede el niño a la otra mujer Se resuelve por otros medios 2 4ª Preferencia Se parte al niño por la mitad Cede el niño a la otra mujer 1 06-03-2014 6 Análisis Estratégico 11 Criterios de Resolución: Estrategia dominante • Para cualquier estrategia utilizable por los adversarios, la estrategia dominante es mejor que cada una de las otras estrategias disponibles para el jugador, denominadas estrategias dominadas. • Los jugadores siempre elegirán sus estrategias dominantes en caso de contar con ellas. Análisis Estratégico 12 Criterios de Dominancia • ¿Quién tiene una estrategia dominante? • ¿Se puede anticipar un desenlace? aceptar entregarIm po st or a Madre genuina aceptar 2 4 1 3 3 2 4 1 entregar 06-03-2014 7 Análisis Estratégico 13 Criterios de Resolución: Equilibrio de Nash • Resultado de un juego en el cual ninguno de los jugadores puede mejorar sus recompensas modificando unilateralmente su estrategia. • Ningún desenlace que no sea un equilibrio debería ser plausible, pues a lo menos uno de los jugadores trataría de desviarse de éste. Análisis Estratégico 14 Criterios de Equilibrio • ¿Alguien se quiere desviar de (aceptar, entregar)? aceptar entregarIm po st or a Madre genuina aceptar 2 4 1 3 3 2 4 1 entregar 06-03-2014 8 Análisis Estratégico 15 Premios Nobel • John Nash: punto de equilibrio • Reinhard Selten: juegos dinámicos • John Harsanyi: juegos sujetos a incertidumbre. • William Vickrey: licitaciones • James Mirrless: políticas tributarias Premio Nobel de Economía en 1994 Premio Nobel de Economía en 1996 Análisis Estratégico 16 • George A. Akerlof, A. Michael, Spence, Joseph E. Stiglitz: asimetrías de información • Vernon Smith: experimentos de laboratorio • Daniel Kahneman: sesgos cognitivos • Amos Tversky (1937-1996) • Robert J. Aumann: negociación, juegos repetidos, probabilidad • Thomas C. Schelling: difusión científica Premio Nobel de Economía en 2001 Premio Nobel de Economía en 2002 Premio Nobel de Economía en 2005 06-03-2014 9 Análisis Estratégico 17 • Leonid Hurwicz, Eric Maskin y Roger Myerson: diseño de mecanismos Premio Nobel de Economía en 2007 Análisis Estratégico 18 II. Juegos Estáticos de Información Completa • Juegos estáticos: los jugadores optan por una estrategia en forma simultánea. • Juegos de información completa: cada jugador conoce los pagos que recibirán los jugadores para todos los desenlaces posibles del juego. 06-03-2014 10 Análisis Estratégico 19 Representación Normal o Estratégica Matricial A Ju ga do r 1 Jugador 2 C B D E • A cada uno de los jugadores le corresponde una de las dos dimensiones. • Las estrategias son puras o mixtas. Análisis Estratégico 20 Definiciones • Juego de suma cero: la suma de los pagos es cero • Juego de suma constante: el “tamaño de la torta” es fijo • Juego cooperativo: la suma de los pagos de algunos desenlaces es superior a la de otros 06-03-2014 11 Análisis Estratégico 21 Jugadores y Preferencias • Un jugador toma decisiones porque prefiere ciertos desenlaces por sobre otros. Las preferencias representan su voluntad. • Las preferencias se orientan al resultado si valoran incentivos extrínsecos o externos. • Las recompensas favorecen el éxito del jugador: supervivencia para un ser vivo, rentabilidad para una empresa, poder para un partido político. Análisis Estratégico 22 Recompensas • Los sueldos de los gerentes no dependen de la rentabilidad de la empresa, sino de su tamaño. ¿Por qué se expanden las empresas? • La industria de la porcelana soviética fabricaba platos más gruesos de lo que usual. ¿Cómo estaban definidas las metas? 06-03-2014 12 Análisis Estratégico 23 Incentivos Intrínsecos • Las preferencias están orientadas al ánimo si son de origen emocional. • Ejemplo: votar en elecciones nacionales • Gary Becker: decisiones familiares • Jon Elster (1995) la consecución de felicidad o placer intrínsico debido a alcanzar los objetivos es un subproducto, no un fin en sí mismo. Análisis Estratégico 24 Motivación No-Reflexiva • Genética: “programada” a la acción colectiva mediante un reflejo condicionado. • Emocional: con un sustrato fisiológico, producen un estado de excitación, inducen placer o dolor. • Normas sociales: son acatadas para evitar emociones dolorosas y su génesis es cultural 06-03-2014 13 Análisis Estratégico 25 Motivación Pragmática • Motivación: impulso que nos hace alterar o mantener el curso de nuestra vida. • Racional:“persuade” al individuo a por la perspectiva de futuras recompensas. • Egoísta: las recompensas son propias. • Resultado: recompensa es externa, representable por un pago cuantitativo. Análisis Estratégico 26 Política Exterior Norteamericana (Richard Nixon) Nuestro objetivo... es apoyar nuestros intereses... Cuanto más se base esta política en una evaluación realista de nuestros intereses y de los demás, más eficaz podrá ser nuestra función en el mundo... Nuestros intereses deben dar forma a nuestros compromisos, y no a la inversa... Juzgaremos [a nuestros adversarios] por sus acciones... Los acuerdos específicos y la estructura de la paz surgirán de un acomodo realista de intereses en conflicto... 06-03-2014 14 Análisis Estratégico 27 Taxonomía de la Motivación Reflexión Predisposición Genética Egoísta No Egoísta Motivación Resultado (extrínseco) Ánimo (intrínsico) Altruismo Encono Impulso Emocional Normas Sociales Motivación pragmática Análisis Estratégico 28 Identificación de Jugadores • Mao Tsetung ordenó matar a todos los gorriones del país porque se comían la semilla de los agricultores. • La condición de Fast Track que se le quería dar a la negociación del TLC. • Moraleja: identificar, y si es posible seleccionar, a la contraparte. 06-03-2014 15 Análisis Estratégico 29 Estrategias Puras • Combinación de alternativas de acción contingentes: “si el precio es $100 entonces vendo; en caso contrario compro” • Exhaustivas y mutuamente excluyentes • Deben implicar acciones operativas, no aspiraciones: “elegir el camino más conveniente” Análisis Estratégico 30 Identificación de Estrategias • Restaurantes de comida rápida, botan los alimentos preparados al final del día. • La empresa Machicura fue increpada por instalar una turbina Siemensen. Opciones: – Responder duramente a la denuncia, pues no hay mejor defensa que un buen ataque – Responder en tono conciliador evitando una escalada en el conflicto. 06-03-2014 16 Análisis Estratégico 31 Estrategias Mixtas • En muchas circunstancias optar por una cierta estrategia de manera consistente puede resultar perjudicial. • Ejemplos: arquero, tahúr, gacela, insectos. • Si las estrategias puras están definidas, la decisión es la probabilidad con que cada una de ellas es utilizada. Análisis Estratégico 32 III. Dilema del Prisionero • Pedro y Juan presuntamente perpetraron un delito y han sido aislados. La policía dispone de evidencia para enviarlos sólo 2 años a la cárcel y necesita una confesión para aumentar la pena a 4 años. • El interrogador le ofrece a cada prisionero un trato que consiste en reducirle la pena en un año si delata a su compañero. 06-03-2014 17 Negociación 33 ?? delatar callar delatar P ed ro Juan callar 1 4 largo de la pena de Pedro largo de la pena de Juan2 2 3 3 4 1 Profesor: Marcos Singer Análisis Estratégico 34 Estrategia Dominante • La estrategia dominante de ambos prisioneros es confesar. (Recordar que los pagos son años de cárcel) delatar callar delatar P ed ro Juan callar 1 4 2 2 3 3 4 1 06-03-2014 18 Análisis Estratégico 35 Dilema del Prisionero y Conducta • Se verifica la efectividad de las leyes de: – Cooperación eficaz para narcotráfico – Delación compensada para terrorismo (1990) – Denuncia de violaciones a los DD.HH. (2003) • Muchas veces individuos pragmáticos convergen a desenlaces funestos. • Al Tucker la utilizó el Dilema del Prisionero en un curso en el departamento de sicología de la universidad de Stanford. Análisis Estratégico 36 Generalización Dilema del Prisionero • En forma más general el dilema del prisionero es la elección de cada jugador entre cooperar con el otro o competir. (con pagos positivos) competir cooperar competirJu ga do r 1 Jugador 2 cooperar 4 1 3 3 2 2 1 4 06-03-2014 19 Análisis Estratégico 37 Bancos de Peces (Animado) • Los peces “juegan” al dilema del prisionero formando los cardúmenes. Análisis Estratégico 38 06-03-2014 20 Análisis Estratégico 39 Experimentación y Anomalías Cognitivas • Algunas anomalías cognitivas pueden influenciar a los jugadores y cambiar el desenlace del dilema del prisionero. • Las que han probado ser más influyentes son las anomalías de superstición y de contexto. Análisis Estratégico 43 Anomalía de Contexto • La actitud de los jugadores depende de cómo se plantee el juego cooperar competir para uno mismo 21 02 para la contraparte Y o cooperar competir 30 11 Y o para uno mismo para la contraparte 06-03-2014 21 Análisis Estratégico 44 competir cooperar competir P ed ro Juan cooperar 4 1 3 3 2 2 1 4 cooperar competir para Pedro 21 02 para Juan cooperar competir para Juan 21 02 para Pedro Ju eg o un il at er al de P ed ro Ju eg o un il at er al de J ua n D il em a de l P ri si on er o Análisis Estratégico 45 competir cooperar competir P ed ro Juan cooperar 4 1 3 3 2 2 1 4 cooperar competir para Pedro 30 11 para Juan cooperar competir para Juan 30 11 para Pedro Ju eg o un il at er al de P ed ro Ju eg o un il at er al de J ua n D il em a de l P ri si on er o 06-03-2014 22 Análisis Estratégico 46 Resultados Experimentales Pregrado 1’2003 cooperar competir para uno mismo 21 02 para el adversario Y o cooperar competir 30 11 Y o para uno mismo para el adversario 14% 86% competir cooperar 44%56% competir cooperar Análisis Estratégico 47 Pregrado 1’03 MBA 1’07 Pregrado 1’07 14%86%44%56% competir cooperar MBA 3’07 19%81%44%56% 21%79%44%56% competir cooperar 50%50% 13%87% 06-03-2014 23 Análisis Estratégico 48 Retail 3’07 18%82%39%61% competir cooperar competir cooperar Pregrado 1’08 33%67% 23%77% MBA 1’08 58%42% 7%93% Pregrado 1’09 20%80%31%69% Análisis Estratégico 49 Resultados Empíricos • John Nash: abandonó la T. de Juegos • Francis Bacon: “la verdad surge más fácilmente del error que de la confusión” • Albert Einstein: “conexión eternamente problemática entre el mundo de las ideas y lo que puede ser experimentado” • Kart Popper: pretender construir una teoría infalible es el germen de la actitud dogmática 06-03-2014 24 32% 68% 96% 4% 4% 96% Análisis Estratégico 50 Experimento en Clases 2’2002 SociologíaIngeniería Comercial • Alumnos de ing. comercial son pareados con los de sociología. Coopera Compite Compite Coopera Módulos Mentales a) Unión temporal-parietal derecha: razonamiento acerca de los modelos mentales de otros. b) Percepción de la intencionalidad de otros. c) Tareas cognitivas sociales. 51*:Saxe, R. (2006) Uniquely human social cognition 06-03-2014 25 Análisis Estratégico 54 IV. Dilemas Arquetípicos • Existen 78 juegos de 2 2 con orden de preferencia estricto, y 726 con empates. • Ejemplos: – Dilema del Prisionero – La Cacería del Ciervo – Juego de la gallina – Batalla de los sexos – Juego del líder – Matching Pennies (Pepe Le Pouf) Análisis Estratégico 55 Principio de la Navaja de Occam • Mientras menos elementos, mejor • Friedman (1912-2006): doctrina instrumental – [...] la teoría no tiene contenido sustantivo [...] su función es servir como sistema de archivo para organizar material empírico [...] Sólo evidencia factual puede mostrar si es “correcta” o “incorrecta”, o mejor dicho, tentativamente “aceptada” como válida o “rechazada” [...] el único experimento relevante de la validez de una hipótesis es la comparación de sus predicciones con la experiencia. 06-03-2014 26 Análisis Estratégico 56 Jean-Jacques Rousseau (1712-1778) Si se trataba de coger un ciervo, cada cual consideraba que debía guardar fielmente su puesto, pero si una liebre acertaba a pasar [...], no cabía la menor duda que la perseguía [...], y que apresada, se cuidaba muy poco de que sus compañeros perdiesen la suya” Análisis Estratégico 57 La Cacería del Ciervo o Juego delAseguramiento • La historia sí importa. Se puede llegar a diferentes desenlaces. cazar liebre guardar puesto C az ad or 1 Cazador 2 guardar puesto 3 1 4 4 2 2 1 3 competir cooperar competirJu ga do r 1 Jugador 2 cooperar 3 1 4 4 2 2 1 3 cazar liebre 06-03-2014 27 Análisis Estratégico 58 Juego del Gallina: la Ilíada de Homero El camino iba a lo largo de una canal, y en una parte las inundaciones invernales lo habían agostado. Menelao [Rey de Esparta] conducía su carruaje por el medio del camino, esperando que nadie pasara demasiado cerca de su rueda, pero Antíloco [hijo de Néstor] adelantó su carruaje poniéndose a su lado. Esto asustó a Menelao quien le gritó: “¡Qué manera más irresponsable de conducir Antíloco! Contén a tus caballos. Este lugar es angosto, pronto vas a tener más espacio para pasar. ¡Vas a golpear mi carruaje y a destruirnos a ambos! Pero Antíloco fustigó a sus caballos y condujo más rápido, como si no lo hubiera escuchado. Ellos continuaron a la par ... pero luego [Menelao] se rezagó: él contuvo a sus caballos, temiendo una colisión en la angustura del camino... Análisis Estratégico 59 Juego del Gallina • Rebelde sin Causa de 1955: el primero que se desvía es un “gallina”. • Concepto de “momento de la verdad” persistir desistir persistirM en el ao Antíloco desistir competir cooperar competirJu ga do r 1 Jugador 2 cooperar 4 2 3 3 1 1 2 4 4 2 3 3 1 1 2 4 06-03-2014 28 Análisis Estratégico 60 La Crisis de los Misiles Soviéticos Análisis Estratégico 61 Crisis de los Misiles Soviéticos en Cuba, 1962 • U.R.S.S. inició la construcción de una plataforma de lanzamiento de mísiles en Cuba. • Kennedy bloquea la isla para que los Soviéticos no puedan descargar los mísiles. • Khrushchev, Secretario General de la U.R.S.S., decide no enfrentar el bloqueo. 06-03-2014 29 Análisis Estratégico 62 Crisis de los Misiles Análisis Estratégico 63 Hipótesis Misiles Soviéticos • Existen dos equilibrios de Nash posibles (en estrategias puras), uno de ellos fue el desenlace final. desafío permiso bloqueo Jo hn F . K en ne dy Nikita Khrushchev desvío 4 2 3 3 1 1 2 4 06-03-2014 30 Análisis Estratégico 64 Ejemplo Juego del Gallina (Octubre de 2004, Chiayi Taiwán) • Dos jóvenes estaban interesados en la misma muchacha. • Un torneo decidiría quién podría cortejarla: manejar sus scooters uno en contra del otro. Quien se desvía primero, pierde. • Ninguno se desvió. Chocaron a 70km/h y murieron instantáneamente. • La muchacha sólo comentó que “no le interesaba ninguno de ellos”. Análisis Estratégico 65 Batalla de los Sexos • El marido prefiere el fútbol y su esposa la ópera, pero ambos prefieren estar juntos. ópera ópera fútbolM ar id o Esposa fútbol competir cooperar competirJu ga do r 1 Jugador 2 cooperar 4 3 1 1 2 2 3 4 4 3 1 1 2 2 3 4 06-03-2014 31 Análisis Estratégico 66 El regalo de los Reyes Magos de O. Henry • Dos esposos, Delia y Jim, desean darle al otro un regalo sorpresa de navidad, pero son muy pobres para ello. conservar cabellera conservar reloj Ji m Delia 4 3 1 1 2 2 3 4 vender cabellera vender reloj Análisis Estratégico 67 Juego de Líder • Pugna por tomar alguna posición de estatus al interior de un grupo. liderar seguir liderarC an di da to 1 Candidato 2 seguir 4 3 2 2 1 1 3 4 competir cooperar competirJu ga do r 1 Jugador 2 cooperar 4 3 2 2 1 1 3 4 06-03-2014 32 Análisis Estratégico 68 Juego de Líder • Dos empresas de alta tecnología enfrentan el dilema de invertir en investigación y desarrollo de un nuevo producto. esperar investigar esperarE m pr es a 1 Empresa 2 investigar 4 3 2 2 1 1 3 4 Análisis Estratégico 69 Pepe Le Pouf 06-03-2014 33 Análisis Estratégico 70 Matching Pennies (Pepe Le Pouf ) • Él desea encontrarse con ella, ella rehuirlo. • El fútbol es preferido por Pepe, la ópera por la Gata. P ep e le P ou f Gata 2 3 3 1 4 2 1 4 ópera ópera fútbol fútbol Ju ga do r 1 (c oo rd in ad or ) Jugador 2 (des-coordinador) 2 3 3 1 4 2 1 4 preferencia jugador 2 preferencia jugador 1 preferencia jugador 1 preferencia jugador 2 Análisis Estratégico 71 V. Representación con Tres Jugadores Ju ga do r 1 Jugador 2 A B C D E F • A cada uno de los jugadores le corresponde una de las tres dimensiones. 06-03-2014 34 Análisis Estratégico 72 Entrada Potencial y Regulación • Dos firmas (1 y 2) son potenciales entrantes a un nuevo mercado. Ambas tienen altos costos fijos, así es que de entrar, la cantidad producida no será la socialmente óptima • Para asegurarse de que la cantidad ofrecida por las firma entrantes sea la socialmente óptima, el gobierno podría regular la industria. Análisis Estratégico 73 • El peor escenario para las firmas es que ambas entren, lo que se agrava si el gobierno regula. • No entrar al mercado no tiene efecto para la firma, lo cual es siempre peor que ser la única que entra al mercado, ya sea si el gobierno regula o no lo hace. • Si ninguna de las firmas decide entrar, el gobierno se perjudica. Si además decidió regular, el perjuicio es aun mayor. • La entrada de ambas firmas al mercado es el mejor escenario para el gobierno. En tal caso, el gobierno prefiere no regular. • El mejor escenario para una firma es entrar, que la otra firma no lo haga y que el gobierno no regule. • Si sólo una empresa entra el gobierno prefiere regular. Además, prefiere que sea la firma 1, pues tiene una función de producción más eficiente que la firma 2. 06-03-2014 35 Análisis Estratégico 74 Entrada Potencial y Regulación (cont.) • Modelación como un juego matricial: no entrar entrar no entrarF ir m a 1 Firma 2 entrar 1 1 no entrar Firma 2 entrar Gobierno regula Gobierno no regula 7 entrar no entrarF ir m a 1 Análisis Estratégico 75 Análisis de Equilibrio • Los equilibrios de Nash en estrategias puras son (regular, no entrar, entrar) y (regular, entrar, no entrar). no entrar entrar no entrarF ir m a 1 Firma 2 entrar 3 4 1 1 3 3 4 3 no entrar Firma 2 entrar 3 5 2 2 3 3 5 3 Gobierno regula Gobierno no regula 15 67 23 48entrar no entrarF ir m a 1
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