Stackelberg rekabeti - Stackelberg competition

Stackelberg liderlik modeli stratejik bir oyundur ekonomi önce lider firmanın, ardından takip eden firmaların sırayla hareket ettiği. Alman ekonomistin adını almıştır. Heinrich Freiherr von Stackelberg kim yayınladı Piyasa Yapısı ve Denge (Marktform ve Gleichgewicht) 1934'te modeli tanımlayan.

İçinde oyun Teorisi şartlar, bu oyunun oyuncuları bir Önder ve bir takipçi ve miktar üzerinde rekabet ederler. Stackelberg lideri bazen Pazar Lideri olarak anılır.

Stackelberg dengesinin sürdürülmesinde bazı başka kısıtlamalar vardır. Lider bilmeli ön ödeme takipçinin eylemini gözlemlediğini. Takipçi, gelecekte Stackelberg olmayan bir liderin eylemini taahhüt etme yoluna sahip olmamalı ve lider bunu bilmelidir. Gerçekten de, 'takipçi' bir Stackelberg lider eylemini taahhüt edebiliyorsa ve 'lider' bunu biliyorsa, liderin en iyi yanıtı bir Stackelberg takipçi eylemi oynamak olacaktır.

Firmalar, ilk önce hareket etmesini sağlayan bir tür avantaja sahipse, Stackelberg rekabetine girebilir. Daha genel olarak, liderin sahip olması gerekir taahhüt güç. Gözle görülür bir şekilde ilk önce hareket etmek, bağlılığın en bariz yoludur: lider bir kez hareketini yaptıktan sonra onu geri alamaz - kendini bu eyleme adamıştır. Lider, sektörün yerleşik tekeli ise ve takipçisi yeni bir giriş yapıyorsa, ilk hareket mümkün olabilir. Fazla kapasiteye sahip olmak, başka bir taahhüt yöntemidir.

Alt oyun mükemmel Nash dengesi

Stackelberg modeli, alt oyun mükemmel Nash dengesi veya dengeler (SPNE), yani diğer oyuncunun stratejileri göz önüne alındığında her oyuncuya en iyi hizmet eden ve her oyuncunun bir oyunda oynamasını gerektiren strateji profili. Nash dengesi her birinde alt oyun.

Çok genel bir ifadeyle, (duopoly) endüstrisi için fiyat fonksiyonunun ; fiyat sadece toplam (endüstri) çıktının bir fonksiyonudur, yani burada alt simge 1 lideri ve 2 takipçiyi temsil eder. Varsayalım firma maliyet yapısına sahiptir . Model çözüldü geriye dönük. Lider ne olduğunu düşünüyor en iyi yanıt takipçinin oranı, yani nasıl niyet liderin miktarını gözlemlediğinde yanıt verin. Lider daha sonra, takipçinin öngörülen tepkisini tahmin ederek getirisini en üst düzeye çıkaran bir miktar seçer. Takipçi aslında bunu gözlemler ve dengede beklenen miktarı yanıt olarak seçer.

SPNE'yi hesaplamak için, en iyi yanıt fonksiyonları follower'ın ilk önce hesaplanması gerekir (hesaplama geriye dönük çıkarım nedeniyle 'geriye doğru' hareket eder).

Firma 2'nin (takipçi) karı, gelir eksi maliyettir. Gelir, fiyatın ve miktarın ürünüdür ve maliyet, firmanın maliyet yapısı tarafından verilir, dolayısıyla kâr:. En iyi cevap, değerini bulmaktır. maksimize eden verilen , yani liderin (firma 1) çıktısı verildiğinde, takipçinin karını maksimize eden çıktı bulunur. Bu nedenle, maksimum göre bulunacak. İlk ayırt etmek göre :

Maksimizasyon için bunu sıfıra ayarlamak:

Değerleri bu denklemi sağlayan en iyi yanıtlardır. Şimdi liderin en iyi tepki işlevi düşünülüyor. Bu fonksiyon, takipçinin çıktısını liderin çıktısının bir fonksiyonu olarak dikkate alarak hesaplanır.

Firma 1'in (lider) karı , nerede liderin miktarının bir fonksiyonu olarak takipçinin miktarı, yani yukarıda hesaplanan fonksiyondur. En iyi cevap, değerini bulmaktır. maksimize eden verilen , yani takipçinin (firma 2) en iyi tepki fonksiyonu verildiğinde, liderin karını maksimize eden çıktı bulunur. Bu nedenle, maksimum göre bulunacak. İlk önce ayırt edin göre :

Maksimizasyon için bunu sıfıra ayarlamak:

Örnekler

Aşağıdaki örnek çok geneldir. Genelleştirilmiş bir doğrusal talep yapısı varsayar

ve basitlik uğruna maliyet yapılarına bazı kısıtlamalar getirir, böylece problem çözülebilir.

ve

hesaplama kolaylığı için.

Takipçinin karı:

Maksimizasyon sorunu çözülür (genel durumdan):

Liderin sorununu düşünün:

Yerine takipçinin probleminden:

Maksimizasyon sorunu çözülür (genel durumdan):

Şimdi çözüyorum verim liderin optimal eylemi:

Bu, liderin dengede olan taraftarın tepkisine vereceği en iyi cevaptır. Takipçinin gerçek değeri şimdi bunu daha önce hesaplanan reaksiyon fonksiyonuna besleyerek bulunabilir:

Nash dengelerinin hepsi . Liderin önemli bir avantaja sahip olduğu açıktır (marjinal maliyetlerin sıfır olduğu varsayılırsa - yani maliyet esas olarak göz ardı edilirse). Sezgisel olarak, lider takipçiden daha iyi durumda değilse, basitçe bir Cournot rekabeti strateji.

Takipçinin miktarını takmak liderin en iyi yanıt işlevine geri dönmek, . Bunun nedeni, liderin bir çıktıya karar verdikten ve takipçileri gözlemlediğinde her zaman sonradan çıktısını azaltmak istemesidir. Bununla birlikte, bunu yapamaması, ona göre daha yüksek kar elde etmesine izin veren şeydir.

Ekonomik analiz

Stackelberg lider-takipçi modelini analiz etmek için genellikle kapsamlı bir form temsili kullanılır. Ayrıca "karar ağacı ”, Model, Stackelberg oyununda her iki firmanın sahip olduğu çıktıların ve getirilerin kombinasyonunu gösteriyor

Temsil edilen bir Stackelberg oyunu kapsamlı form

Soldaki görüntü, kapsamlı form bir Stackelberg oyunu. Getiriler sağda gösterilmektedir. Bu örnek oldukça basit. Yalnızca aşağıdakileri içeren temel bir maliyet yapısı vardır: marjinal maliyet (yok sabit fiyat ). Talep fonksiyonu doğrusaldır ve talebin fiyat esnekliği 1'dir. Ancak, liderin avantajını göstermektedir.

Takipçi seçmek istiyor getirisini maksimize etmek . Birinci dereceden türevi alıp sıfıra eşitlemek (maksimizasyon için) verir maksimum değeri olarak .

Lider seçmek istiyor getirisini maksimize etmek . Ancak, dengede, takipçinin seçeceğini bilir. yukarıdaki gibi. Yani aslında lider getirisini maksimize etmek istiyor (ikame ederek takipçinin en iyi yanıt işlevi için). Farklılaştırma yoluyla, maksimum getiri şu şekilde verilir: . Bunu takipçinin en iyi yanıt işlevi ile beslemek, . Firmalar için marjinal maliyetlerin eşit olduğunu varsayalım (bu nedenle liderin ilk hareket dışında pazar avantajı yoktur) ve özellikle . Lider 2000 üretir ve takipçi 1000 üretir. Bu, lidere iki milyon kâr (getiri) ve takipçiye bir milyon kâr verir. Lider, basitçe önce hareket ederek, takipçinin iki katı kâr elde etti. Ancak, Cournot karı burada her biri 1,78 milyon (kesinlikle, her biri), yani lider fazla bir şey kazanmadı, ancak takipçi kaybetti. Ancak bu, örneğe özgüdür. Bir Stackelberg liderinin, Cournot'un bu yaklaşımdan yararlanmasının ötesinde büyük kazançları olduğu durumlar olabilir. Tekel karlar (örneğin, lider aynı zamanda büyük bir maliyet yapısı avantajına sahipse, belki de daha iyi üretim fonksiyonu ). Ayrıca, takipçinin aslında liderden daha yüksek kar elde ettiği durumlar da olabilir, ancak yalnızca, diyelim ki çok daha düşük maliyetlere sahip olduğu için. Bu davranış, firmalar asimetrik olsa bile sürekli olarak duopoly piyasalarında çalışır.

Takipçi tarafından inandırıcı ve inandırıcı olmayan tehditler

Lider denge miktarını seçtikten sonra, takipçi dengeden saparsa ve optimal olmayan bir miktar seçerse, bu sadece kendisine değil, aynı zamanda lidere de zarar verebilir. Takipçi en iyi cevabından çok daha büyük bir miktarı seçerse, piyasa fiyatı düşer ve liderin karı, belki de Cournot seviyesi karlarının altında, sersemletilir. Bu durumda, takipçi, oyun başlamadan önce lidere, lider bir Cournot denge miktarı seçmediği takdirde, takipçinin, liderin karını vuracak sapkın bir miktar seçeceğini duyurabilir. Sonuçta, dengede lider tarafından seçilen miktar, ancak takipçi de dengede oynuyorsa optimaldir. Ancak lider tehlikede değil. Lider denge miktarını seçtikten sonra, takipçinin sapması mantıksız olur çünkü bu da zarar görür. Lider seçtikten sonra, takipçinin denge yolunda oynaması daha iyidir. Dolayısıyla, takipçi tarafından böyle bir tehdit inandırıcı olmayacaktır.

Bununla birlikte, (süresiz olarak) tekrarlanan bir Stackelberg oyununda, takipçi, cari dönemde optimal olmayan bir strateji seçmediği sürece, sonraki dönemde lideri cezalandırmakla tehdit ettiği bir ceza stratejisi benimseyebilir. Bu tehdit inandırıcı olabilir, çünkü takipçinin önümüzdeki dönemde cezalandırması mantıklı olabilir, böylece lider daha sonra Cournot miktarlarını seçebilir.

Stackelberg, Cournot ile karşılaştırıldı

Stackelberg ve Cournot modeller benzerdir çünkü her iki rekabet de miktar üzerinedir. Ancak görüldüğü gibi, ilk hamle Stackelberg'deki lidere çok önemli bir avantaj sağlıyor. Ayrıca önemli bir varsayım vardır. mükemmel bilgi Stackelberg oyununda: takipçi lider tarafından seçilen miktarı gözlemlemelidir, aksi takdirde oyun Cournot'a indirgenir. Eksik bilgilerle, yukarıda açıklanan tehditler inandırıcı olabilir. Takipçi liderin hareketini gözlemleyemezse, takipçinin örneğin Cournot düzeyini (aslında denge eylemi) seçmesi artık mantıksız değildir. Ancak, orada olmalı dır-dir eksik bilgi ve takipçi dır-dir liderin hareketini gözlemleyememek, çünkü takipçinin, lider hareket ettikten sonra yapıp yapamayacağını gözlemlememesi mantıksızdır. Gözlemleyebiliyorsa, en uygun kararı verebilmesi için yapacaktır. Takipçinin yapabilse bile gözlemlemeyeceğini iddia eden herhangi bir tehdidi yukarıdakiler kadar inandırıcı değildir. Bu, bir oyuncuyu inciten çok fazla bilginin bir örneğidir. Cournot yarışmasında, her iki oyuncunun da ortaya çıkmaması (bilginin kusurlu olması) oyunun eşzamanlılığıdır (Ceteris paribus dezavantajlı olmak.

Oyun teorik konuları

Bahsedildiği gibi, bir liderlik oyunundaki eksik bilgi Cournot rekabetine indirgenir. Bununla birlikte, bazı Cournot strateji profilleri şu şekilde sürdürülmektedir: Nash dengesi ancak (yukarıda açıklandığı gibi) inanılmaz tehditler olarak ortadan kaldırılabilir. çözüm kavramı nın-nin alt oyun mükemmelliği. Aslında, bir Cournot strateji profilini bir Stackelberg oyununda bir Nash dengesi yapan şey, onun alt oyunun mükemmel olmasını engelleyen şeydir.

Bir Stackelberg oyunu (yani, yukarıda bir Stackelberg dengesini sürdürmek için yukarıda açıklanan gereksinimleri karşılayan bir oyun) düşünün; burada lider, bir nedenle, hangi eylemi yaparsa yapsın, takipçinin bir Cournot miktarı seçeceğine inanır (belki de lider, takipçinin irrasyoneldir). Lider bir Stackelberg aksiyonu oynadıysa (inanır), takipçinin Cournot oynayacağına inanır. Bu nedenle liderin Stackelberg'i oynaması uygun değildir. Aslında, en iyi yanıtı (Cournot dengesinin tanımına göre) Cournot miktarını oynamaktır. Bunu yaptıktan sonra, takipçinin en iyi tepkisi Cournot oynamaktır.

Aşağıdaki strateji profillerini düşünün: Lider Cournot'u oynuyor; lider Cournot oynarsa ve takipçi Stackelberg oynarsa takipçi Cournot'u oynar, lider Stackelberg oynarsa ve lider başka bir şey oynarsa, takipçi keyfi bir strateji oynar (bu nedenle bu aslında birkaç profili açıklar). Bu profil bir Nash dengesidir. Yukarıda tartışıldığı gibi, denge yolunda oyun, en iyi yanıta en iyi tepkidir. Bununla birlikte, Cournot oynamak, takipçinin (lider) Stackelberg oynasaydı Stackelberg'i oynayacak olsaydı liderin en iyi tepkisi olmazdı. Bu durumda liderin en iyi tepkisi Stackelberg oynamak olacaktır. Dolayısıyla, bu profili (veya daha doğrusu, bu profilleri) bir Nash dengesi (veya daha doğrusu Nash dengesi) yapan şey, lider Stackelberg oynayacak olsaydı, takipçinin Stackelberg dışı oynayacak olmasıdır.

Bununla birlikte, tam da bu gerçek (eğer lider Stackelberg oynarsa takipçi Stackelberg dışı oynayacaktı), bu profilin, lider Stackelberg'i oynadığında başlayan alt oyunun Nash dengesi olmadığı anlamına gelir (denge yolunun dışında bir alt oyun) . Lider Stackelberg'i zaten oynamışsa, takipçinin en iyi tepkisi Stackelberg oynamaktır (ve bu nedenle bu alt oyunda Nash dengesi sağlayan tek eylem budur). Dolayısıyla, Cournot olan strateji profili, alt oyun mükemmel değildir.

Diğer oligopol modelleriyle karşılaştırma

Diğer oligopol modelleriyle karşılaştırıldığında,

  • Toplam Stackelberg çıktısı, toplam Cournot çıktısından daha büyük, ancak toplamdan daha az. Bertrand çıktı.
  • Stackelberg fiyatı, Cournot fiyatından düşük, ancak Bertrand fiyatından daha yüksek.
  • Stackelberg tüketici rantı, Cournot tüketici rantından daha büyük, ancak Bertrand tüketici rantından daha düşük.
  • Toplam Stackelberg çıktısı, saf tekelden daha büyüktür veya kartel ama mükemmel olandan daha az rekabetçi çıktı.
  • Stackelberg fiyatı, saf tekel veya kartel fiyatından daha düşük, ancak tamamen rekabetçi fiyattan daha yüksek.

Başvurular

Stackelberg konsepti, dinamik Stackelberg oyunlarına genişletildi. Bkz. Simaan ve Cruz (1973a, 1973b). Zamanın bir boyut olarak eklenmesiyle, iyimserlik ilkesinin lider Simaan ve Cruz (1973b) tarafından ihlal edilmesi gibi statik oyunlarda bulunmayan fenomenler keşfedildi. Stackelberg farklı oyunlarının tedarik zinciri ve pazarlama kanallarına uygulamalarına ilişkin bir anket için bkz. He et al. (2007). Son yıllarda, Stackelberg oyunları güvenlik alanına çok şey kattı[1] güvenlik personelinin bazı değerli kaynakları korumasının ve bu kaynaklara yönelik olası tehditleri araştırmasının gerekli olduğu yerlerde. Hırsız (takipçi) tarafından benimsenen stratejiden bağımsız olarak, kaynak güvende kalması için güvenlik personelinin (lider) önce stratejisini tasarlamasını gerektiren yerdir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kahverengi Gerald (2006). "Kritik altyapıyı savunmak". Arayüzler. 36 (6): 530–544. doi:10.1287 / inte.1060.0252. hdl:10945/36732.
  • H. von Stackelberg, Market Structure and Equilibrium: 1st Edition Translation into English, Bazin, Urch & Hill, Springer 2011, XIV, 134 s., ISBN  978-3-642-12585-0
  • M. Simaan ve J.B. Cruz, Jr., Sıfır Toplamlı Olmayan Oyunlarda Stackelberg Stratejisi Üzerine, Optimizasyon Teorisi ve Uygulamaları Dergisi, Cilt. 11, No. 5, Mayıs 1973, s. 533–555.
  • M. Simaan ve J.B. Cruz, Jr., Sıfır Toplamlı Olmayan Oyunlarda Stackelberg Stratejisinin Ek Yönleri, Optimizasyon Teorisi ve Uygulamaları Dergisi, Cilt. 11, No. 6, Haziran 1973, s. 613–626.
  • O, X., Prasad, A., Sethi, S.P. ve Gutierrez, G. (2007) Tedarik ve Pazarlama Kanallarında Stackelberg Diferansiyel Oyun Modelleri Araştırması, Journal of Systems Science and Systems Engineering (JSSSE), 16 (4), Aralık 2007, 385–413. Mevcut https://ssrn.com/abstract=1069162
  • Fudenberg, D. ve Tirole, J. (1993) Oyun Teorisi, MIT Press. (bkz.Bölüm 3, kısım 1)
  • Gibbons, R. (1992) Oyun teorisinde bir başlangıç, Biçerdöver-Wheatsheaf. (Bölüm 2, Kısım 1B'ye bakınız)
  • Osborne, M.J. ve Rubenstein, A. (1994) Oyun Teorisi Kursu, MIT Press (bkz. S. 97-98)
  • Oligoply Teorisi Basitleştirildi Bölüm 6 Sörf Ekonomisi tarafından Huw Dixon.