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⌕2026/8/31
概念

沙普利值

按每个参与者对联盟的边际贡献的期望分配收益,满足有效性、对称性等四条公理,是唯一的公平分配方案。

所属主题:博弈论 ↗
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当前概念

沙普利值博弈论

01定义

沙普利值按边际贡献的期望分配合作收益:参与者以随机顺序加入联盟,取其加入时的平均增量。四条公理(有效性、对称性、哑公理、可加性)唯一确定这一分配——「公平」被公理化地定义出来。
{A} {A,B} {A,B,C} +B +C B 的边际贡献 = v({A,B}) − v({A}) 沙普利值 = 对所有加入顺序取平均 四公理 ⇒ 唯一:有效、对称、哑、可加 Σᵢ φᵢ = v(N):分配完所有收益 公平 = 期望边际贡献,与加入顺序无关的期望
沙普利值:沿随机加入顺序取边际贡献的期望

02核心要点

01

加权平均公式

ϕi=∑S∣S∣!(n−∣S∣−1)!n![v(S∪i)−v(S)]\phi_i=\sum_S\frac{|S|!(n-|S|-1)!}{n!}[v(S\cup i)-v(S)]:权重恰好是联盟 SS 出现在随机排列中的概率——组合系数来自「所有顺序等可能」。

02

公理化唯一性

沙普利 1953 年证明四公理唯一确定 ϕ\phi:公理化方法把「公平」从直觉变成定理——此后成本分摊、投票权力(Banzhaf 指数)皆循此路径。

03

可计算性

精确计算需遍历 2n2^n 联盟;蒙特卡洛排列采样给出近似;特殊结构(加权投票、网络博弈)有快速公式——大规模应用中采样是常态。

03关键公式

ϕi(v)=∑S⊆N∖i∣S∣! (n−∣S∣−1)!n![v(S∪{i})−v(S)]\phi_i(v)=\sum_{S\subseteq N\setminus i}\frac{|S|!\,(n-|S|-1)!}{n!}\bigl[v(S\cup\{i\})-v(S)\bigr]

04历史沿革

沙普利 1953 年提出该值(与库恩合编的贡献值论文);2012 年沙普利与罗斯因匹配与机制设计获诺贝尔经济学奖;沙普利值是合作博弈最广泛使用的解概念。

05应用与延伸

联合国安理会投票权力分析、成本分摊协议、机器学习的特征重要性(SHAP 值)、区块链的矿工收益分配。

06交互演示

沙普利值:按边际贡献公平分配遍历 6 种加入顺序:每位玩家的平均边际贡献

07相关概念