Кулик Елементы теории принятия решений 2010
.pdf3). Запишем полученные минимумы по каждой строке в дополнительный столбец с правой стороны платёжной матрицы. Полу-
чим следующуютаблицу |
: |
|
|
|
|
|
|
Матрицавыигрышей 4 ×3 |
|
||||
|
Варианты |
Предположения |
|
Минимум |
||
|
решенийдля ЛПР |
(ситуацияПj) |
|
в i-йстроке |
||
|
(стратегияA i) |
П1 |
П2 |
П3 |
|
Mi |
|
A1 |
20 |
30 |
15 |
|
15 |
|
A2 |
75 |
20 |
35 |
|
20 |
|
A3 |
25 |
25 |
25 |
|
25 |
|
A4 |
85 |
5 |
45 |
|
5 |
4). Средиуже найденныхминимумов Mi выберемтот |
из них, кото- |
|||||||||
рыймаксимален. |
={a31, a32 , a33} ,так как |
|
|
|
||||||
|
Получаем,что |
ai* j* |
|
|
|
|||||
|
|
R = max{15,20, 25, 5} = 25 . |
||||||||
5). Запишем полученный результат R |
в дополнительную строку |
|||||||||
внизуплатёжной матрицы.Получим следующую таблицу: |
||||||||||
|
|
Матрицавыигрышей 4 ×3 |
|
|
||||||
|
Варианты |
|
Предположения |
|
|
Минимум |
|
|||
|
решенийдля ЛПР |
|
(ситуацияПj) |
|
|
в i-йстроке |
|
|||
|
(стратегия Ai) |
|
П1 |
П2 |
П3 |
|
|
Mi |
|
|
|
A1 |
|
|
20 |
30 |
15 |
|
|
15 |
|
|
A2 |
|
|
75 |
20 |
35 |
|
|
20 |
|
A3 |
|
|
25 |
25 |
25 |
|
|
25 |
|
|
|
A4 |
|
|
85 |
5 |
45 |
|
|
5 |
|
|
Максимумсреди |
минимумов (R) |
|
|
25 |
|
||||
6). Определимоптимальную стратегию, |
соответствующуюR. |
|||||||||
Максимумусреди минимумов (R) соответствует стратегия A3. |
||||||||||
В строке для A3 имеется 3 значения 25одно( |
для П1, следующее |
для П2, а ещё одно для П3). Наличие трёх значений 25 не влияет на конечный выбор стратегии A3, так как собственно сам выбор выполняетсяименно по столбцу Mi со значением в нём25.
7). Итем самым задача решена▄
71
Пример 1.4 (см.и ср. [2, с. 202-203])
Используя критерий Вальда, принять решение (выбрать стратегию) в случае следующей платёжной матрицы |aij| (матрицы выигрышей ЛПР):
Матрицавыигрышей 4 ×3
Варианты |
Предположения |
|
|||
решенийдля ЛПР |
|
(ситуацияП j) |
|
||
(стратегияA i) |
П1 |
|
П2 |
|
П3 |
A1 |
90 |
|
30 |
|
25 |
A2 |
75 |
|
20 |
|
35 |
A3 |
27 |
|
80 |
|
25 |
A4 |
85 |
|
5 |
|
45 |
Решение
1). Требуется применитькритерий Вальда, длякоторого (по определению) справедливоследующее выражение:
|
|
|
|
|
= ai* j* , |
V = max min aij |
||
|
|
|
1≤i≤m 1≤ j≤n |
|
|
где в каждой строке матрицы |aij| выбирается минимальное значение. Оптимальному решению соответствует такое решение (т.е. стратегия Ai при i =i*), которому соответствует максимум этого
). В данной задачеn=3 и m=4.
2). Вычислимминимум Mi по каждой строке платёжной матрицы. Для1йстроки:
M1= min{90,30, 25} = 25 .
Для2йстроки:
M2= min{75, 20, 35} = 20 .
Для3йстроки:
M3= min{27,80, 25} = 25 .
Для4йстроки:
M4= min{85, 5, 45} = 5 .
72
3). Запишем полученные минимумы по каждой строке в дополнительный столбец с правой стороны платёжной матрицы. Получим следующуютаблицу:
Матрицавыигрышей 4 × 3
Варианты |
Предположения |
Минимум |
||
решенийдля ЛПР |
(ситуацияПj) |
в i-йстроке |
||
(стратегияA i) |
П1 |
П2 |
П3 |
Mi |
A1 |
90 |
30 |
25 |
25 |
A2 |
75 |
20 |
35 |
20 |
A3 |
27 |
80 |
25 |
25 |
A4 |
85 |
5 |
45 |
5 |
4). Среди уже найденных минимумов Mi выберем тот из них, которыймаксимален.
Получаем,что ai* j* ={a13 , a33}, таккак
R = max{25,20, 25, 5} = 25 .
5). Запишем полученный результат R в дополнительную строку внизуплатёжной матрицы.Получим следующую таблицу:
|
Матрицавыигрышей 4 ×3 |
|
||||
|
Варианты |
Предположения |
|
Минимум |
||
|
решенийдля ЛПР |
(ситуацияПj) |
|
в i-йстроке |
||
|
(стратегия Ai) |
П1 |
П2 |
П3 |
|
Mi |
A1 |
90 |
30 |
25 |
|
25 |
|
|
A2 |
75 |
20 |
35 |
|
20 |
A3 |
27 |
80 |
25 |
|
25 |
|
|
A4 |
85 |
5 |
45 |
|
5 |
|
Максимумсреди |
минимумов (R) |
|
25 |
||
6). Определимоптимальную стратегию, |
соответствующуюR. |
Значению R=25 соответствуютуже 2 стратегии —A 1 и A3.
Согласно критерию Вальда стратегии A1 и A3 равноценны. Этот критерий очень осторожен, так как ориентирован на наихудшие условия, среди которых отыскивается наилучший и гарантированный результат.
7). Итем самым задача решена▄
73
Пример 1.5 (см.и ср. [2, с. 202-203])
Используя критерий Сэвиджа, принять решение (выбрать стратегию) в случае следующей платёжной матрицы |aij| (матрицы выигрышей ЛПР):
Матрицавыигрышей 4 ×3
Варианты |
Предположения |
|
|||
решенийдля ЛПР |
|
(ситуацияП j) |
|
||
(стратегияA i) |
П1 |
|
П2 |
|
П3 |
A1 |
20 |
|
30 |
|
15 |
A2 |
75 |
|
20 |
|
35 |
A3 |
25 |
|
80 |
|
25 |
A4 |
85 |
|
5 |
|
45 |
Решение
1). Требуется применитькритерий Сэвиджа, длякоторого (по определению) справедливоследующее выражение:
|
|
|
|
rij = max{akj }− aij , |
S = min max rij |
, |
|||
1≤ j≤n |
1≤i≤m |
|
|
1≤k≤m |
т.е. в каждом столбце матрицы |aij| выбирается максимальное значение Dj, затем вычисляется значение
решению соответствует такое решение (т.е. стратегия Ai при i =i*), которому соответствует минимум этого максимума (т.е. ai* j* ). В
даннойзадаче n=3 иm=4.
2). Вычислим максимумы Dj по каждому j-му столбцу платёжной
матрицы,т.е. Dj = max{akj }.
1≤k≤m=4
Для1гостолбца:
D1= max{20, 75, 25, 85} = 85 .
Для2гостолбца:
D2= max{30, 20, 80, 5} = 80 .
Для3гостолбца:
D3= max{15, 35, 25, 45}= 45 .
74
3). Запишем полученные максимумы Dj по каждому j-му столбцу в дополнительную строку снизу платёжной матрицы. Получим следующую таблицу:
Матрицавыигрышей 4 ×3
Варианты |
Предположения |
|
|||
решенийдля ЛПР |
|
(ситуацияП j) |
|
||
(стратегияA i) |
П1 |
|
П2 |
|
П3 |
A1 |
20 |
|
30 |
|
15 |
A2 |
75 |
|
20 |
|
35 |
A3 |
25 |
|
80 |
|
25 |
A4 |
85 |
|
5 |
|
45 |
МаксимумыDj по каж- |
85 |
|
80 |
|
45 |
домуj-мустолбцу |
|
|
|
|
|
4). Перейдём от матрицы выигрышей к матрице рисков. Для этого вычислимвсе элементыматрицы рисков по формуле
rij = Dj −aij
иполучим следующую матрицурисков:
Матрицарисков 4 ×3
Варианты |
Предположения |
||
решений дляЛПР |
(ситуацияП j) |
||
(стратегия Ai) |
П1 |
П2 |
П3 |
A1 |
65 |
50 |
30 |
A2 |
10 |
60 |
10 |
A3 |
60 |
0 |
20 |
A4 |
0 |
75 |
0 |
5). Вычислиммаксимумы Wi покаждой строке матрицы рисков. Для1йстроки:
W1= max{65,50, 30} = 65 .
75
Для2йстроки:
W2= max{10,60,10}= 60 .
Для3йстроки:
W3= max{60, 0, 20 } = 60 .
Для4йстроки:
W4= max{0, 75, 0} = 75 .
6). Запишем полученный результат W i в дополнительный столбец с правой стороны матрицы рисков. Получим следующую таблицу:
Матрицарисков 4 ×3
|
Предположения |
Максимумы |
||
|
(ситуацияПj) |
в i-йстроке |
||
|
П1 |
П2 |
П3 |
Wi |
|
65 |
50 |
30 |
65 |
|
10 |
60 |
10 |
60 |
|
60 |
0 |
20 |
60 |
|
0 |
75 |
0 |
75 |
7). Среди уже найденных максимумов Wi выберем тот из них, которыйминимален.
Получаем,что
Q = min{65,60, 60, 75} = 60.
8). Определимоптимальную стратегию, соответствующуюQ.
Значению Q=60 соответствуют2 |
стратегии —A 2 и A3. |
В соответствии с критерием Сэвиджа обе стратегии A2 и A3 являются оптимальными. Таким образом, выбрано такое решение (стратегия A2 и A3), при котором величина риска принимает наименьшее значение в самой неблагоприятной (т.е. когда максимален риск) ситуации.
9). Итем самым задача решена▄
76
Пример 1.6 (см.и ср. [2, с. 203])
Используя критерий Гурвица (при χ=0.6 ), принять решение
(выбрать стратегию) в случае следующей платёжной матрицы |aij| (матрицы выигрышей ЛПР):
Матрица выигрышей 4 ×3
Варианты |
Предположения |
|
|||
решенийдля ЛПР |
|
(ситуацияП j) |
|
||
(стратегияA i) |
П1 |
|
П2 |
|
П3 |
A1 |
20 |
|
30 |
|
15 |
A2 |
75 |
|
20 |
|
35 |
A3 |
25 |
|
80 |
|
25 |
A4 |
85 |
|
5 |
|
45 |
Решение
1). Требуется применитькритерий Гурвица, длякоторого (по опре-
делению) справедливоследующее выражение ( χ=0.6 ):
|
|
χ minaij +(1 |
|
|
, |
H = max |
−χ) maxaij |
||||
1≤i≤m |
|
1≤ j≤n |
1≤ j≤n |
|
|
т.е. в каждом столбце |aij| выбирают минимальное значение Mi и
максимальное значение Ei, |
затем вычисляют значение |
hi = χ Mi +(1−χ) Ei . Оптимальному решению соответствует то |
|
решение (т.е. стратегия Ai приi |
=i* и ai* j* ), которому соответству- |
етминимум hi . Вданной задаче n=3 иm=4. |
2). Вычислимминимум Mi по каждой строке платёжной матрицы. Для1йстроки:
M1= min{20,30, 15} =15 .
Для2йстроки:
M2= min{75, 20, 35}= 20 .
Для3йстроки:
M3= min{25,80, 25}= 25 .
Для4йстроки:
M4= min{85, 5, 45} = 5 .
77
3). Запишем полученные минимумы Mi по каждой строке в дополнительный столбец справа платёжной матрицы. Получим следующуютаблицу:
Матрицавыигрышей 4 ×3
Варианты |
Предположения |
Минимум |
||
решенийдля ЛПР |
(ситуацияПj) |
в i-й строке |
||
(стратегияA i) |
П1 |
П2 |
П3 |
Mi |
A1 |
20 |
30 |
15 |
15 |
A2 |
75 |
20 |
35 |
20 |
A3 |
25 |
80 |
25 |
25 |
A4 |
85 |
5 |
45 |
5 |
4). ВычислиммаксимумыEi покаждойстрокеплатёжнойматрицы. Для1йстроки:
E1= max{20, 30,15} = 30 .
Для2йстроки:
E2= max{75,20, 35} = 75 .
Для3йстроки:
E3= max{25,80, 25} = 80 .
Для4йстроки:
E4= max{85, 5, 45} = 85 .
5). Запишем полученные максимумы Ei по каждой строке в ещё один дополнительный столбец справа платёжной матрицы. Получимследующую таблицу:
Матрицавыигрышей 4 ×3
Варианты |
Предположения |
Min |
Max |
|||
решенийдля |
(ситуацияП j) |
|
|
|||
ЛПР (стратегия |
П1 |
|
П2 |
П3 |
Mi |
Ei |
Ai) |
|
|
|
|
|
|
A1 |
20 |
|
30 |
15 |
15 |
30 |
A2 |
75 |
|
20 |
35 |
20 |
75 |
A3 |
25 |
|
80 |
25 |
25 |
80 |
A4 |
85 |
|
5 |
45 |
5 |
85 |
|
|
78 |
|
|
|
6). Вычислим( при χ=0.6 ) значения hi для каждой строкиплатёж-
нойматрицы ( hi = 0.6 Mi +(1−0.6) Ei ). Для1йстроки:
h1 = 0.6 15 +(1−0.6) 30 = 9 +12 = 21 .
Для2йстроки:
h2 = 0.6 20 +(1−0.6) 75 =12 +30 = 42 .
Для3йстроки:
h3 = 0.6 25 +(1−0.6) 80 =15 +32 = 47 .
Для4йстроки:
h4 = 0.6 5 +(1−0.6) 85 = 3 +34 = 37 .
7). Запишем полученные значения hi для каждой строки в ещё
один дополнительный столбец справа платёжной матрицы. Получимследующую таблицу:
Матрицавыигрышей 4 ×3
|
Варианты |
Предположения |
Min |
Max |
|
hi |
|
||||
|
решенийдля |
(ситуация Пj) |
|
|
|
|
|||||
|
ЛПР (стратегия |
П1 |
|
П2 |
П3 |
Mi |
Ei |
|
|
|
|
|
|
Ai) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1 |
20 |
|
30 |
15 |
15 |
30 |
|
21 |
|
|
|
A2 |
75 |
|
20 |
35 |
20 |
75 |
|
42 |
|
|
A3 |
25 |
|
80 |
25 |
25 |
80 |
|
47 |
|
|
|
|
A4 |
85 |
|
5 |
45 |
5 |
85 |
|
37 |
|
8). Среди уже найденных значений hi выберем тот из них, |
который |
||||||||||
максимален. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получаем,что |
H = max{21,42, 47, 37}= 47. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
9). Определимоптимальную стратегию, |
соответствующуюH. |
||||||||||
Значению H = 47 соответствует только однастратегия— |
|
A3. |
|||||||||
В соответствии с критерием Гурвица стратегия A3 является оп- |
|||||||||||
тимальной. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10). И темсамым |
задачарешена▄ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
79 |
|
|
|
|
|
|
|
Пример 1.7 (см.и ср. [2, с. 204-205])
Используя критерии Вальда, Сэвиджа, Гурвица (при χ=0.6 ),
принять решение (выбрать стратегию) по каждому из этих критериев в случае следующей платёжной матрицы |aij| (матрицы выигрышей ЛПР):
Матрицавыигрышей 3 ×4
Варианты |
|
Предположения |
|
|||
решений дляЛПР |
|
|
(ситуация Пj) |
|
||
(стратегияA i) |
П1 |
|
П2 |
П3 |
|
П4 |
A1 |
19 |
|
30 |
41 |
|
49 |
A2 |
50 |
|
38 |
10 |
|
20 |
A3 |
73 |
|
18 |
81 |
|
11 |
Решение
1). Требуется применитькритерий Вальда, длякоторого (по определению) справедливоследующее выражение:
|
|
|
|
|
= ai* j* , |
V = max min aij |
||
|
|
|
1≤i≤m 1≤ j≤n |
|
|
где в каждой строке матрицы |aij| выбирается минимальное значение. Оптимальному решению соответствует такое решение (т.е. стратегия Ai при i =i*), которому соответствует максимум этого
минимума (т.е. ai* j* ). В данной задачеn=4 и m=3.
Требуетсяприменить критерийСэвиджа, для которого( поопределению) справедливоследующее выражение:
|
|
|
|
rij = max{akj }− aij , |
S = min max rij |
, |
|||
1≤ j≤n |
1≤i≤m |
|
|
1≤k≤m |
т.е. в каждом столбце матрицы |aij| выбирается максимальное значение Dj, затем вычисляется значение rij = Dj −aij . Оптимальному
решению соответствует такое решение (т.е. стратегия Ai при i =i*), которому соответствует минимум этого максимума (т.е. ai* j* ). В
даннойзадаче n=4 иm=3.
80