Слайд 1Теория принятия решений
Лекция 2.13
Элементы теории полезности
Слайд 2СОДЕРЖАНИЕ
Текущий контроль
Функции полезности
Аксиомы линейной полезности
Многофакторная полезность
Слайд 3Определить лузера – претендента, который не может победить
Здесь i– порядковый номер
студента.
Слайд 4Цели и средства
Цель: дать количественную оценку отношению предпочтения и определить
такую стратегию поведения, которая бы гарантировала наиболее полезное распределение имеющихся ресурсов.
Инструмент: распределение имеющихся ресурсов.
Результат: наибольшая полезность выигрыша.
Слайд 5Функции и аксиомы полезности
Функция
Функция полезности – это такая функция U(X),
для которой справедливо:
Цель: дать количественную оценку отношению предпочтения.
Рисунок иллюстрирует закон убывающей
предельной полезности: с увеличением
богатства рост его на единицу приводит
к меньшему возрастанию полезности,
чем в начале роста благосостояния.
Полезность
Благосостояние
Слайд 6Альтернативы риска
Совершенная функция полезности – это такая функция U(x), для которой
справедливо:
U (x1) > U (x2) тогда и только тогда, когда
Ожидаемая полезность.
Пусть определено множество X, элементы которого могут представлять собой альтернативы выбора либо последствия решений, содержащих элемент риска. Пусть на множестве Х определены два распределения вероятностей P и Q (их называют ставками, лотереями, альтернативами риска, смешанными стратегиями), для которых справедливо:
Слайд 7Линейная комбинация альтернатив
Линейной комбинацией альтернатив P и Q называется распределение R
для которого справедливо:
Слайд 8Пример. Заданы распределения P и Q:
Исходные распределения:
Линейная комбинация:
Слайд 9Аксиомы функции полезности
Ниже полагаем:
Отношение P нерефлексивно (антирефлексивно),
т.е. справедливо:
на P нерефлексивно (антирефлексивно), т.е. справедливо:
Если
, то
Слайд 10САМОСТОЯТЕЛЬНО
Построить график вспомогательной функции V применительно к личности, которая до определенного
уровня богатства склонна к риску, а достигнув его, - избегает риска.
Создать распределение R, являющееся линейной комбинацией P и Q, где:
P: p(0$)=0,2; p(15$)=0,5; p(25$)=0,2; p(50$)=0,1.
Q: q(10$)=0,3; q(30$)=0,4;q(70$)=0,3.
α = 0,45.
Слайд 11Принятие наиболее полезных решений
Содержательная постановка задачи:
Требуется на множестве альтернатив
выбрать те, которые обладают наибольшей ожидаемой полезностью при условии, что выбор каждой альтернативы соответствует затратам какого-то ресурса, запасы которого ограничены.
Слайд 12Обозначения
R – величина ресурса;
– величина
i-го выигрыша;
– вероятность i-го выигрыша;
затраты ресурса на выбор i-й альтернативы;
булева переменная, равная единице при
выборе i-й альтернативы и равная нулю в противном случае;
полезность i-й альтернативы.
Слайд 14Преобразование системы (1)
Пусть
. Тогда справедлива система:
Легко убедиться, что (2) представляет собой задачу о ранце.
Слайд 15ПРИМЕР 1
Уложить в рюкзак наиболее полезные в походе предметы, если
его объем равен R = 10, а величины, определяющие приведены в таблице 1 ниже:
Табл. 1.
Слайд 17Решение задачи перебором
Ответ: оптимальный вектор переменных w={1011}, рекорд y =16.
Слайд 18Решить самостоятельно
Выбрать наиболее полезные направления развития промышленности, если объем имеющихся для
этого ресурсов равен R = 100, а величины, определяющие приведены в таблице 2 ниже:
Табл. 2.
Слайд 19Многофакторная полезность
Часто полезность является функцией не одного, а нескольких факторов, поэтому
естественно коротко остановиться на многофакторной полезности. Пусть Xi – множество значений i-го фактора ( i=1,2,...,n); X = X1 ⋅ X2 ⋅ ...⋅ Xn. В этом случае имеет место условие независимости предпочтений:
Слайд 20Аддитивная многофакторная функция полезности
Функция U является аддитивной на множестве X,
если существуют вещественные функции полезности U1(X1), U2(X2), ..., Un(Xn) такие, что справедливо равенство:
Слайд 21Эквивалентные векторы
Векторы (x1, x2, ..., xm) и (y1, y2, ..., ym)
эквивалентны, т.е. (x1, x2, ..., xm) ∼ (y1, y2, ..., ym), тогда и только тогда, когда один из них является перестановкой элементов другого.
Если (x1, x2, ..., xm) ∼ (y1, y2, ..., ym) и U(X) – аддитивная функция полезности на X, то невозможно выполнение условия:
Слайд 22Многофакторная полезность
Дать формальное описание задачи и решить ее графически: девушке предлагают
руку и сердце три молодых человека, каждый из которых характеризуется двумя функциями
первая из которых определяет полезность времени, проведенного им на работе, а вторая – дома. Сумма времен не превышает 18 часов. Кого следует выбрать девушке, если функции имеют вид:
Слайд 23Максимальная полезность i-го объекта
Формальная постановка задачи:
Следует решить три задачи, определив полезность
каждого претендента Ui и выбрать
того, у которого этот параметр максимален.
Слайд 25Решить самостоятельно
На множестве из трех направлений развития корпорации выбрать наиболее и
наименее перспективное при условии, что ресурс R, выделенный на развитие, равен 100+10*i, где i– номер студента. Ниже приняты следующие обозначения:
Pj – вероятность получения прибыли при выборе j-го направления развития.
Nj – вероятная прибыль от j-го направления развития при условии вложения в это направление Rj средств корпорации.
Rj – средства корпорации, которые по мнению экспертов следует вложить в j-е направление, чтобы получить прибыль Nj.