|
|
|
Таблица 3.15 |
|
|
|
|
Ai |
|
S j |
|
|
|
|
|
S1 |
|
S2 |
|
|
|
||
A1 |
l |
|
b |
A2 |
g |
|
0 |
|
|
Таблица 3.16 |
|
|
|
|
|
Ai |
|
S j |
|
|
|
||
S1 |
S2 |
||
|
|||
A1 |
1−l |
1−b |
|
A2 |
1− g |
1 |
Если известна вероятность P (S1 )= p , то P (S2*)=1− p ,
|
= (1−l)p +(1−b)(1− p)=1−b + p (b −l); |
(3.8) |
||
a1 |
||||
|
|
|
= (1− g )p +(1− p)=1− pg , |
(3.9) |
|
a2 |
|||
и выбирается A1, если a1 > a2 ; A2 , если a1 < a2 ; A1 или A2 , если a1 = a2 . При неизвестном p использование критерия Лапласа в данном случае дает
следующую процедуру решения: выбираем стратегию:
•A1, если g > l +b ;
•A2 , если g < l +b ;
•A1 или A2 , если g = l +b .
|
|
|
Таблица 3.17 |
|
|
|
Таблица 3.18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ai |
|
S j |
|
Ai |
|
S j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S1 |
|
S2* |
S1 |
S2* |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
A1 |
0 |
|
l |
|
A1 |
1−l |
1−2b |
|
A2 |
g −l |
|
0 |
|
A2 |
1−2g +l |
1 |
|
Для вычисления минимаксной стратегии построим матрицы Mr и M f (табл. 3.17 и 3.18 соответственно). Для матрицы M f найдем условия суще-
ствования седловой точки, для чего найдем нижнюю α и верхнюю β цены игры. Так же, как и раньше, полагаем, что g > l . Тогда
81
1 |
{ |
|
} |
|
|
|
β |
= max (1−l), |
(1−2g +l) ; |
|
|
|
|
β2 |
=1; |
1 |
{ |
|
|
} |
|
{ 1 2} |
|
|
|||
β |
= min β , β |
=β = max |
(1−l), |
(1 |
−2g +l) . |
|
Так как g > l , то (1−2g +l)< (1−l) и β = (1−l). Далее |
||||||
|
1 |
{ |
|
} |
|
|
|
α = min (1−l), |
(1 |
−2b) |
; |
|
|
α2 =1−2g +l; α = max{α1, α2}.
Если l ≥ 2b , то (1−2b)≥ (1−l)и α1 =1−l . В этом случае из-за выполнения условия (1−2g +l)< (1−l) нижняя цена игры равна α = (1−l) и равна
верхней цене игры β , что говорит о наличии у M f седловой точки при выигрыше (1−l). Хирург в этом случае должен принимать решение о проведе-
нии срочной операции ( A ). |
Цена игры в данном случае равна γ = α = |
1 |
|
=β =(1−l). Если же l < 2b , |
то седловой точки нет и решение по критерию |
Вальда ищется как смешанная стратегия хирурга.
82
(1−l) |
S1 |
|
|
S2* 1 |
|
||
|
N |
|
|
|
|||
|
|
|
|
S1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
S2* |
|
γ* |
(1−2g +l) |
||
(1−2b) |
|
|
|
|
|
||
|
|
A1 |
|
|
A2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
p = F (A ) |
Sa* p = F (A ) |
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
2 |
2 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
S2* |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
(1−2b) |
S2* |
|
|
|
|
|
|
(1−l) |
S |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
S1 |
|
|||
|
|
|
|
|
) |
||
a* =b* = γ* |
|
|
|
1−2g +l |
|||
|
|
|
( |
|
|||
|
|
A1 |
|
|
A2 |
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
б
Рис. 3.3
Проведенный анализ хорошо иллюстрируется на рис. 3.3, где дана геометрическая интерпретация данной игры по матрице M f . Из данного рисун-
ка видно, что максимум нижней границы выигрыша никогда не может быть в точке A2 . Знак наклона прямой S1S1 всегда будет постоянен, так как
(1 |
−2g +l)> (1−l), |
а величина (1−2g +l) никогда не превышает 1, так как |
g > l . Игра имеет |
решение в виде чистой стратегии A1, только если |
|
(1 |
−2b)≥ (1−l) (рис. 3.3, а). Это соответствует условию l ≥ 2b . Из рис. 3.3, б |
|
видно, что если (1−l)> (1−2b), т. е. l < 2b , то решением станет оптимальная смешанная стратегия S*A , определяемая точкой N .
83
Воспользовавшись выражением (3.6), вычислим оптимальное соотношение частот применения стратегий A1 и A2 . Обозначив эти частоты как F (A1 )
и F (A2 ), данное отношение можно представить в виде
F (A1 ) |
= |
2g −l |
. |
(3.10) |
F (A ) |
2b −l |
2
При этом цена игры, согласно (3.7), будет
γ =1+ b(l − 2g ). g +b −l
Выражение (3.10) показывает, что в случае, когда хирург не знает точных величин b, g, l , но все же известно, что g > b , то чаще надо применять стратегию A1; при g < b чаще надо применять A2 ; при g = b частоты выбора одинаковы.
Приведенный материал по игре 2 ×2 можно представить в виде простого алгоритма принятия решений. Исходные данные задаются в виде элементов матрицы Mc и, возможно, значения вероятности p = P (S1 ). Данный ал-
горитм приведен далее. Он воплощен в специальной карте (прил. 1), которая используется в клинической практике [8].
Алгоритм. Исходные данные: l, g, b, p ( p может в задании отсутствовать).
1.Начало.
2.Если в задании есть p , то выполнить п. 3, иначе перейти к п. 4.
3.Выполнить следующие операции:
а) вычислить a1 =1−b + p (b −l); б) вычислить a2 =1− pg ;
в) если a1 > a2 , то принять решение A1 и перейти к п. 5; г) если a1 < a2 , то принять решение A2 и перейти к п. 5;
д) если a1 = a2 , то принять решение A1 или A2 и перейти к п. 5. 4. При неизвестном p выполнить следующие операции:
а) если l ≥ 2b , то принять решение A1 и перейти к п. 5;
б) если l < 2b , то принять смешанную стратегию хирурга со следующим соотношением частот применения стратегий A1 и A2 :
84
|
F (A1 ) |
= |
2g −l |
. |
|
|
F (A |
) |
2b −l |
||
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
5. Конец. |
|
|
|
|
|
Пример 3.3. Больной находится в одном из двух состояний, S1 или S2 , с вероятностями P (S1 )= p; P (S2 )=1− p . Надо принять обоснованное реше-
ние, проводить ли срочную хирургическую операцию, если для этих двух состояний матрица летальности M c имеет вид табл. 3.15, ее элементы равны g = 0,2; l = 0,03; b = 0,04; а вероятность p = 0,7 .
Вычисление a1 и a2 по формулам (3.8) и (3.9) дает a1 = 0,97 ; a2 = 0,86. Так как a1 > a2 , то принимается решение A1 – проводить срочную операцию.
Пример 3.4. Решить задачу, сформулированную в примере 3.3, при условии отсутствия данных о вероятности p .
Согласно описанному ранее алгоритму, так как l < 2b , то принимается смешанная стратегия хирурга с соотношением частот чистых стратегий A1 и A2
F (A1 ) = 0,4 −0,03 = 7,4 . F (A2 ) 0,08 −0,03
Последнее соотношение фактически показывает степень уверенности, которой может обладать врач при принятии решения A1.
Пример 3.5. Необходимо принять решение, проводить ли срочную хирургическую операцию, если у больного можно выделить три состояния: S1 – состояние, при котором необходима срочная операция; S2 – состояние,
при котором срочная операция не требуется; |
S3* – состояние, |
при котором |
||||||||||||||||
срочная операция противопоказана (ранее состояние S3* обозначалось как |
||||||||||||||||||
S4 ). Терминальная матрица M c |
при этом известна и имеет вид табл. 3.19. |
|||||||||||||||||
|
|
|
Таблица 3.19 |
|
|
|
|
|
Таблица 3.20 |
|
|
|
Таблица 3.21 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ai |
|
S j |
|
|
Ai |
|
|
|
S j |
|
|
Ai |
|
|
S j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
S1 |
S2 |
S3* |
|
S1 |
|
S2 |
S3* |
|
S1 |
|
S3* |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
A1 |
0,05 |
0,08 |
0,2 |
|
A1 |
|
0,95 |
|
0,89 |
0,6 |
|
A1 |
|
0,95 |
|
0,6 |
|
|
A2 |
0,1 |
0,05 |
0 |
|
A2 |
|
0,85 |
|
0,95 |
1 |
|
A2 |
|
0,85 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||