内容简介
《博弈论与非线性分析》以非线性分析为主要工具,对博弈论与数理经济中的平衡的存在性和稳定性问题进行了全面而深入的研究。
内页插图
目录
第1章 拓扑空间与度量空间
1.1 拓扑空间
1.2 可数性与分离性
1.3 紧陸与连通性
1.4 度量空间
1.5 线性拓扑空间
第2章 集值分析
2.1 集网或集列的收敛性
2.2 集值映射的连续性
2.3 集值映射的通有连续性
2.4 集值映射的连续选取与连续逼近
第3章 不动点定理与Ky Fan不等式
3.1 Brouwer不动点定理与Kakutani不动点定理
3.2 Ky Fan不等式
3.3 若干改进与推广
第4章 Nash平衡点的存在性
4.1 矩阵博弈、连续博弈和n人有限非合作博弈平衡点的存在性
4.2 n人非合作博弈Nash平衡点的存在性
4.3 鞍点的存在性
4.4 广义博弈平衡点的存在性
4.5 多目标博弈平衡点的存在性
4.6 集值映射准鞍点的存在性
4.7 多主从博弈平衡点的存在性
第5章 Arrow-Debreu定理
5.1 Arrow-Debreu模型
5.2 超额需求映射的方法
5.3 Gale-Nikaido-Debreu引理的推广
第6章 Nash平衡点集和若干非线性问题解集的通有稳定性
6.1 n人非合作博弈Nash平衡点集的通有稳定性
6.2 统一模式:非线性问题解集的通有稳定性
6.3 广义博弈平衡点集的通有稳定性
6.4 不动点集的通有稳定性
6.5 Ky Fan点集和拟变分不等式解集的通有稳定性
6.6 向量值函数的Ky Pan点集和多目标博弈的弱Pareto-Nash平衡点集的通有稳定性
6.7 多目标最优化问题弱有效解集的通有稳定性
6.8 微分包含解集的通有稳定性
6.9 KKM点集的通有稳定性
第7章 非线性问题解的通有唯一性
7.1 最优化问题解的通有唯一性
7.2 鞍点的通有唯一性
第8章 Nash平衡点集和若干非线性问题解集本质连通区的存在性
8.1 n人非合作博弈:Nash平衡点集本质连通区的存在性
8.2 统一模式:非线性问题解集本质连通区的存在性
8.3 广义博弈平衡点集本质连通区的存在性
8.4 不动点集本质连通区的存在性
8.5 多目标博弈弱Pareto-Nash平衡点集的本质连通区的存在性
8.6 KKM点集本质连通区的存在性
8.7 n人非合作博弈Nash平衡点集本质连通区的存在性(续)
8.8 统一模式:本质连通区的稳定性
第9章 有限理性与平衡点集的稳定性
9.1 有限理性与Nash平衡点集的稳定性
9.2 有限理性与弱Pareto-Nash平衡点集的稳定性
9.3 改进与推广
第10章 良定问题
10.1 统一模式:Tykhonov良定和Hadamard良定问题
10.2 应用:最优化问题和鞍点问题
10.3 改进与推广
参考文献
《运筹与管理科学丛书》已出版书目
《复杂系统中的协同与竞争:从经典模型到前沿探索》 图书简介 本书旨在深入探讨复杂系统中,主体间相互作用所导致的协同与竞争现象,为读者构建一个理解非线性动态、多主体决策与系统演化的综合性分析框架。我们聚焦于跨学科视角,将数学工具、物理学原理与社会经济现象相结合,揭示复杂系统中涌现行为的内在机制。 第一部分:复杂性的数学基础与系统建模 本部分将为读者奠定理解复杂系统行为所需的数学工具和建模方法。我们首先回顾动力系统理论的核心概念,包括相空间、吸引子(如奇异吸引子)、分岔理论及其在系统稳定性分析中的应用。重点分析了非线性微分方程在描述自组织过程中的作用,特别是反应-扩散系统如何解释模式的形成与维持。 随后,我们转向随机过程与统计物理学的视角。讨论了马尔可夫过程在模拟信息传播与状态转移中的应用,并引入布朗运动和背离平衡态的统计力学,用以描述开放系统中物质流与能量流如何驱动系统进入非平衡稳态。信息论中的熵增原理和复杂性度量(如Kolmogorov复杂度)被引入,用以量化系统的有序和无序程度。 在建模方法上,我们详尽阐述了基于主体的建模(Agent-Based Modeling, ABM)的构建流程。区别于传统的宏观平均场理论,ABM强调微观规则如何通过局部互动产生宏观模式。本书将详细演示如何使用面向对象的编程思想,构建具有异质性偏好和有限理性主体的仿真模型,并探讨如何利用网络科学的工具(如度分布、聚类系数、小世界效应)来表征主体间的连接结构,以及这种结构如何反作用于系统动态。 第二部分:协同机制:自组织、同步与涌现秩序 协同是复杂系统维持其功能和适应环境的关键。本部分深入剖析了系统内部如何自发地产生有序结构。 我们首先聚焦于同步现象的研究。从元胞自动机的简单规则出发,探讨了元胞间的耦合强度和延迟效应如何影响同步的临界点。随后,我们将分析振荡器网络中的相位同步。特别关注Kuramoto模型及其变体,解释了异构性如何影响全局同步的实现,以及在生物节律、电网稳定性等实际问题中的体现。 自组织现象是协同的核心。本书将详细分析非平衡热力学框架下,耗散结构(Dissipative Structures)的形成条件,特别是普里高津(Prigogine)的理论如何解释生命系统和化学振荡器(如Belousov-Zhabotinsky反应)如何通过远离热力学平衡而维持低熵状态。我们将探讨信息反馈回路在维持自组织稳态中的关键作用,例如在生态系统中的捕食者-猎物动态反馈。 此外,集体智慧与决策优化被作为一个重要的协同案例来讨论。分析了信息级联(Information Cascades)的形成机制,以及在分布式计算和群体智能算法(如粒子群优化、蚁群算法)中,如何通过简单的交互规则实现全局最优解的近似。 第三部分:竞争动态与冲突均衡 竞争是系统演化的驱动力之一,它塑造了资源的分配格局和主体的策略选择。本部分侧重于分析主体间的冲突、适应与演化。 我们将从经典进化博弈论(Evolutionary Game Theory, EGT)的视角出发,超越传统博弈论中“理性预期”的假设,引入复制动态(Replicator Dynamics)来描述策略随时间在群体中的频率变化。详细分析了囚徒困境、协调博弈以及序贯博弈在复杂环境中的演化路径。重点探讨了噪音、学习机制以及有限记忆如何改变演化稳定的策略(Evolutionarily Stable Strategy, ESS)的收敛性。 在资源竞争和生态位分配的背景下,我们引入了竞争排斥原理的推广形式,并研究了Lotka-Volterra模型在多物种竞争中的应用。分析了当资源有限且互动结构复杂时,竞争如何导致物种共存的临界条件。 网络化竞争是当前研究的热点。我们利用网络结构分析信息战或市场份额的争夺。例如,研究在具有不同拓扑结构(如无标度网络、随机网络)的网络中,两种竞争性策略(如不同技术标准)的扩散速度和最终的市场占有率。引入了信息扩散模型来量化竞争效率,并探讨激励机制设计在引导竞争向更有利于系统整体健康方向发展的作用。 第四部分:跨尺度交互与适应性演化 复杂系统的一个显著特征是其跨尺度的交互性,即微观决策如何影响宏观结果,以及宏观环境如何反过来约束微观主体的行为。 本部分探讨了反馈效应在系统演化中的作用。例如,在金融市场中,个体投资者的基于简单规则的交易行为(微观)如何通过连锁反应导致系统性的金融危机(宏观),而危机本身又会改变投资者的风险偏好(宏观到微观的反馈)。我们将应用平均场理论来近似描述这种大规模交互的影响,并结合基于主体的模拟来捕捉那些平均场理论无法刻画的边缘效应。 适应性学习与演化是理解系统如何应对外部冲击的关键。我们分析了强化学习的基本框架,并将其应用于模拟主体在动态变化的环境中调整其策略。特别关注有限理性主体如何通过启发式规则(Heuristics)进行决策,以及这些启发式规则在群体中扩散和演化(类似于文化传播)的过程。探讨了系统如何通过探索(Exploration)与利用(Exploitation)的平衡,在维持当前最优解与发现潜在更优解之间进行权衡。 最后,本书将综合以上内容,讨论复杂性科学的边界问题,包括如何识别和预测系统的临界转变点(Tipping Points),以及在面对高度不确定性和非线性反馈时,进行有效的风险管理与政策干预的原则与挑战。本书的最终目标是为读者提供一套强大的分析工具集,以理解和驾驭当代世界中无处不在的复杂性。