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Thèse Année : 2021

ON CONTINUOUS SIMPLE GAMES

SUR LES JEUX SIMPLES

Hilaire Touyem
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1125656

Résumé

In the context of collective decision-making, decision rules are typically used to aggregate the opinions of community members into a final outcome. For this purpose, several decision models have been proposed and studied in the literature. This is the case for simple games by Neumann et al. (1947), voting games with abstention by Felsenthal and Machover (1997), (j; k) simple games by Freixas and Zwicker (2003) and continuous simple games introduced by Kurz (2014). Our work focuses on the study of the continuous simple games. One of the central problems common to the previous classes of games concerns the issue of power measurement. In other words, can we formalize the ability of a member of the community to influence the final outcome? The Shapley-Shubik index, see Shapley and Shubik (1954) and the influence relation introduced by Isbell (1958) are tools that were designed to evaluate power distribution in a simple game. They were generalised to (j; k) simple games and to continuous simple games, see Freixas (2005b), Pongou et al. (2011) and Kurz (2014). For these classes of games, many mathematical challenges are still to be tackled, principally those of axiomatizing and comparing of these power measurements. In the first part of our contribution, we show that any continuous simple game viewed as a multivariate real-valued function is Riemann integrable; this result allows us to justify that the extension of the Shapley-Shubik index proposed by Kurz (2014) is well defined in the whole set of all continuous simple games. We also show that the Shapley-Shubik index for simple games as well as for (j; k) simple games appears as a special discretization of that one for continuous simple games. In the second part, we propose a rather simple and convenient formula of the Shapley-Shubik index for (j; k) simple games and provide the first axiomatic justification of this index. We also obtain two characterizations of the same index in the context of continuous simple games. The last part of our investigation leads us to the study of the properties of the influence relation introduced by Kurz (2014) on continuous simple games. We mainly characterize the class of continuous simple games on which this relation is complete, and show that it is a preordering whenever it is complete. In order to compare the influence relation and the preordering induced by the Shapley-Shubik index, we provide a sufficient condition for which these two relations coincide.
Dans une situation de prise de décision collective, les règles de décision sont généralement utilisées pour agréger les avis des membres de la collectivité en un résultat final. A cet effet, plusieurs modèles de décision ont été proposés et étudiés dans la littérature, notamment les jeux simples par Neumann et al. (1947), les jeux de vote avec abstention par Felsenthal and Machover (1997), les (j; k) jeux simples par Freixas and Zwicker (2003) et les jeux simples continus introduits par Kurz (2014). Notre travail porte sur l’étude des jeux simples continus. L’une des problématiques centrale commune aux classes de jeux précédents porte sur le problème de la mesure du pouvoir de décision, autrement dit, peut-on formaliser l’aptitude d’un membre de la collectivité à influencer le résultat final? L’indice de ShapleyShubik défini par Shapley and Shubik (1954) ainsi que la relation d’influence de Isbell (1958) font partie des outils qui ont été conçus pour évaluer le pouvoir de décision dans un jeu simple. Ils ont été généralisés aux (j; k) jeux simples; puis aux jeux simples continus. Sur ces classes de jeux, beaucoup de défis mathématiques restent à relever, notamment ceux d’axiomatisation et de comparaison de ces mesures de pouvoir. Dans la première partie de notre travail, nous montrons que les jeux simples continus comme fonctions à plusieurs variables sont Riemann intégrables; ce résultat permet de justifier que l’extension de l’indice de Shapley-Shubik aux jeux simples continus proposée par Kurz (2014) est bien défini. Nous montrons en plus que l’indice de Shapley-Shubik sur les jeux simples tout comme sur les (j; k) jeux simples est une discrétisation de celui des jeux simples continus. Dans la deuxième partie, nous proposons une formule simple et pratique de l’indice de Shapley-Shubik sur les (j; k) jeux simples et nous fournissons la toute première justification axiomatique de cet indice. Nous obtenons aussi deux caractérisations du même indice dans le cadre des jeux simples continus. Dans la dernière partie, nous étudions les propriétés de la relation d’influence introduite par Kurz (2014) sur les jeux simples continus. Principalement nous caractérisons la classe des jeux simples continus sur laquelle cette relation est complète et nous montrons qu’elle est un préordre dès qu’elle est complète. Pour comparer la relation d’influence et le préordre induit par l’indice de ShapleyShubik, nous proposons une condition suffisante pour que ces deux relations coïncident.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-03563273 , version 1 (09-02-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03563273 , version 1

Citer

Hilaire Touyem. ON CONTINUOUS SIMPLE GAMES. Computer Science and Game Theory [cs.GT]. Université de Yaoundé (Cameroun), 2021. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03563273⟩
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