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Cahier de mathématiques · Théorie des jeux

La bataille des couples

Alice et Bruno vont passer la soirée ensemble. Alice préfère l'opéra et Bruno le football. Chacun choisit sans pouvoir communiquer. Le problème n'est pas la tentation de trahir : c'est un jeu de coordination — le pire des cas est de se retrouver chacun de son côté.

1.La matrice des gains

Chaque cellule donne le gain d'Alice / le gain de Bruno. Être ensemble à l'opéra vaut 2 pour Alice et 1 pour Bruno ; ensemble au football, l'inverse ; séparés, personne ne gagne rien.

Bruno : opéra Bruno : football
Alice : opéra 2 / 1 0 / 0
Alice : football 0 / 0 1 / 2
bleu : Alice  ·  rouge : Bruno

2.Les stratégies mixtes

Avec deux équilibres purs, lequel choisir ? Il existe un troisième équilibre où chacun tire sa décision au hasard. Notons p la probabilité qu'Alice aille à l'opéra, et q celle de Bruno. À l'équilibre mixte, chacun rend l'autre indifférent entre ses deux options :

p* = 2⁄3   ·   q* = 1⁄3   ·   gain attendu = 2⁄3 chacun

Déplacez les curseurs et observez les gains espérés — puis regardez le diagramme des meilleures réponses : les trois équilibres de Nash sont les points où les deux courbes se croisent.

Alice — probabilité d'aller à l'opéra p = 0.50
Bruno — probabilité d'aller à l'opéra q = 0.50
Gain espéré d'Alice
Gain espéré de Bruno
Paradoxe. À l'équilibre mixte, chacun n'espère que 2⁄3 de point — moins que le gain minimal (1) de n'importe quel équilibre pur. Ils ne se retrouvent ensemble qu'avec probabilité 4⁄9. Se coordonner, même sur sa soirée la moins préférée, vaut mieux que jouer au hasard.

3.Simulez mille soirées

Avec les probabilités p et q réglées ci-dessus, simulons 1 000 soirées indépendantes et comptons les issues.