После того, как администратор расселил ребят по комнатам, ребятам можно меняться соседями. Для этого двое детей должны подойти к администратору и сказать, что они хотят жить друг с другом больше, чем со своими текущими соседями. Назовём стабильным такое расселение ребят, при котором никакая пара ребят не хочет подойти к администратору для совершения обмена.
Примечание. Задача является примером применения дизайна механизмов, о котором можно узнать больше из материалов просветительского проекта РЭШ GURU.
а) Пусть администратору надо расселить ровно 4 ребёнка. Сколько всего расселений возможны?
б) Может ли в этом случае быть ровно одно стабильное расселение? А два? А три? Если вы считаете, что может, приведите пример. Если нет, докажите невозможность.
в) Предположим, что администратору нужно расселить 6 детей. Для удобства занумеруем их от 1 до 6. Их предпочтения представлены в таблице ниже. Выражение $i \succ j$ означает, что, по мнению ребёнка, сосед $i$ лучше соседа $j$. Найдите все стабильные расселения и докажите, что других не существует.
б) Занумеруем детей от 1 до 4. Тогда все расселения условно обозначим 12, 13 и 14 — по тому, с кем живёт первый ребёнок. Для каждого примера создадим таблицу, иллюстрирующую его.
Начнём с единственного стабильного расселения. В примере ниже можно быстро показать, что единственное стабильное расселение это 12. Каждый из соседей в расселении 12 живёт с лучшим для себя, поэтому не хочет меняться. При этом в расселениях 13 и 14 захочет поменяться, например, пара (1, 2).
Приведём пример с двумя стабильными расселениями. В этом случае стабильные распределения — это 12 и 14. Заметим, что в расселении 12 есть два ребёнка (1 и 3), которые живут с лучшим для себя соседом, поэтому не будут меняться. Тогда поменяться могут только 2 и 4, но они худшие варианты друг для друга, поэтому меняться не будут. Аналогично, в расселении 14 есть два ребёнка (2 и 4), которые живут с лучшим для себя соседом, поэтому не будут меняться. Тогда поменяться могут 1 и 3, но они худшие варианты друг для друга, поэтому меняться не будут. Расселение 13 не будет стабильным, поскольку захотят поменяться, например, 1 и 2.
Теперь докажем, что не может быть трёх стабильных распределений. Заметим, что если два человека живут с худшими для себя соседями, то они хотели бы поменяться с кем угодно. Также заметим, что если два человека — лучшие соседи друг для друга, то любое распределение, где они не живут вместе, не может быть стабильным.
Всего есть 3 расселения и 4 человека. Значит, есть хотя бы одно расселение, где сразу 2 человека живут с худшим для себя соседом. Любители комбинаторики могут вспомнить принцип Дирихле.
Если они живут не друг с другом, то они могут поменяться, значит, расселение не стабильно. Если же они живут друг с другом, то один из них может поменяться с кем-то в другой паре, если эта пара не является лучшими соседями друг для друга. Если хотя бы для одного из оставшейся пары сосед не лучший, то он согласится поменяться с кем-то из худших друг для друга соседей, поэтому такое расселение не будет стабильным.
Остался последний случай, при котором эта пара — лучшие друг для друга соседи. Тогда они всегда живут друг с другом в стабильном расселении, значит, остальные расселения не стабильны. Таким образом, 3 стабильных расселения невозможны
в) Рассмотрим предпочтения, описанные в условии.
Шаг 1. Рассмотрим решение индивида i. Если для индивида j он является лучшим соседом, то индивид i не выберет в стабильном расселении никого хуже с его точки зрения, чем j, потому что всегда можно решить жить с j. Учитывая это, вычеркнем невозможные пары. На картинке ниже красным зачёркнуты невозможные пары. Затем те же пары зачёркнуты оранжевым (каждая пара встречается дважды).
Шаг 2. Заметим, что из оставшихся возможных опций 5 и 6 — лучшие друг для друга (обведено зелёным на картинке). Значит, они будут жить вместе. Тогда зачеркнём зелёным невозможные пары из числа оставшихся.
Шаг 3. Остаётся заметить, что возможны два стабильных расселения оставшихся —13 24 и 14 23. В первом случае 1 и 2 живут с лучшими для себя соседями, а 3 и 4 не готовы меняться. Во втором случае 3 и 4 живут с лучшими для себя соседями, а 1 и 2 не готовы меняться.
Ответ. Всего 2 стабильных расселения —13 24 56 и 14 23 56.
а) Пусть стажёры работают удалённо, поэтому они не могут работать совместно. Сколько времени займёт работа над проектами? Как будут распределены задания?
б) Пусть стажёры могут работать как совместно, так и раздельно. В случае совместной работы стажёры работают вместе над каждым проектом. При каких значениях $x$ научному руководителю всегда выгодно ставить их работать совместно?
в) Совместная работа становится выгодной при больших или меньших значениях $x$? Объясните обнаруженную зависимость интуитивно.
г) На основании Вашего ответа в предыдущем пункте, предположите, в каких профессиях переход на удалённую работу скорее повышает производительность, а в каких — скорее снижает.
б) Когда выгодно совместно работать? Чтобы понять это, запишем следующее неравенство: время, затраченное при совместной работе, не превышает минимального времени при индивидуальной работе.
$\dfrac{1}{x \cdot (1/2+1/4)}+ \dfrac{1}{x (1/2+1/6)}+1 \leq 2 \Leftrightarrow x \geq \dfrac{17}{6}$
в) Совместная работа становится выгодной при больших значениях $x$, посколько большие значения $x$ соответствуют большему увеличению продуктивности от совместной работы.
г) В качестве верного засчитывался любой обоснованный пример с двумя профессиями, где выгоды от взаимодействия разнятся. Например, в более рутинной профессии (бухгалтер), кооперация вряд ли приносит дополнительные выгоды, поэтому удалённая работа будет скорее полезной. В более творческих профессиях совместное производство идей может быть более эффективным (например, работа учёного-исследователя), поэтому для них переход на удалённую работу скорее снижает производительность.
Рассмотрим потребителя, имеющего функцию полезности $U(x_1,x_2,x_3 )=x_1+2x_2+\sqrt{x_3}$. Функция полезности потребителя зависит от количества потребленных им трёх товаров, обозначенных как $x_1$, $x_2$ и $x_3$ соответственно. Обратите внимание, что количество каждого из потреблённых товаров $x_i \geq 0$, при этом $x_i$ не обязательно является целым числом. Пусть $p_{1}^t,p_{2}^t,p_{3}^t$ "--- цены каждого из товаров соответственно в году $t$, где $t=2023$ или $t=2024$. Потребитель стремится поддерживать уровень полезности $\overline{U}$, при этом он делает это так, чтобы его расходы на покупку товаров были минимальны.
Пусть также $\overline{U}=4$, цены товаров в 2023 году $p_1^{2023}=10$, $p_2^{2023}=25$, $p_3^{2023}=5/2$, а в 2024 году $p_1^{2024}=10$, $p_2^{2024}=10$, $p_3^{2024}=5/2$ соответственно.
а) Какие товары и в каком количестве будет покупать потребитель в 2023 году и в 2024 году?
б) Индекс стоимости жизни показывает, на сколько процентов выросли (или сократились) расходы на поддержку комфортного уровня потребления $\overline{U}$. Он подсчитывается как отношение расходов на поддержание уровня потребления $\overline{U}$ в году $t$ к расходам на поддержание уровня потребления $\overline{U}$ в году $t-1$. Чему равен индекс стоимости жизни в 2024 году?
в) Индекс Пааше (дефлятор ВВП) и индекс Ласпейреса (индекс потребительских цен), также как и индекс стоимости жизни, используются для измерения уровня инфляции. Больше об инфляции можно узнать в подкасте РЭШ «Экономика на слух». Чтобы подсчитать индекс Ласпейреса для 2024 года, необходимо узнать отношение стоимости потребляемых в 2023 году продуктов в ценах 2024 года к стоимости потребляемых в 2023 году продуктов в ценах 2023 года. Для подсчёта индекса Пааше для 2024 года, необходимо узнать отношение стоимости потребляемых в 2024 году продуктов в ценах 2024 года к стоимости потребляемых в 2024 году продуктов в ценах 2023 года. Подсчитайте оба индекса и сравните их с индексом стоимости жизни.
в) Объясните интуитивно, почему индексы соотносятся между собой именно так, как Вы посчитали в предыдущем пункте.
г) Экономист А. утверждает, что смотреть на изменение стоимости ноутбука или смартфона плохо отражает изменение уровня цен в экономике в целом из-за специфических особенностей этих товаров. Приведите два обоснования этой позиции. Предложите, как можно изменить методику подсчёта инфляции для этих товаров.
Мы хотим выбрать $x_2^{2023}$ и $x_3^{2023}$ так, чтобы минимизировать расходы, подсчитываемые по формуле выше.
Заметим, что функция возрастает по $x_2^{2023}$ , поэтому $x_2^{2023} = 0$ .
Относительно же $\sqrt{x_3^{2023}}$ мы получили параболу с ветвями вверх, минимум которой в вершине, т.е.
\[
\sqrt{x_3^{2023}} = 2 \implies x_3^{2023}=4
\]
Тогда $x_1^{2023}=4-2 \cdot 0-2=2$.
Теперь решим задачу для 2024 года. Из функции полезности получим $x_2^{2024}=2-0.5 x_1^{2024}-0.5\sqrt{x_3^{2024}}$. Это выражение подставим в функцию расходов:
\[
Costs^{2024}=10x_1^{2024} + 10 x_2^{2024} + 5x_3^{2024}/2 = 10x_1^{2024} + 10 (2-0.5 x_1^{2024}-0.5\sqrt{x_3^{2024}}) + 5x_3^{2024}/2 =
\]
\[
=20+5x_1^{2024}+2.5 x_3^{2024}-5\sqrt{x_3^{2024}}
\]
Мы хотим выбрать $x_1^{2024}$ и $x_3^{2024}$ так, чтобы минимизировать расходы, подсчитываемые по формуле выше.
Заметим, что функция возрастает по $x_1^{2024}$ , поэтому $x_1^{2024} = 0$ .
Относительно же $\sqrt{x_3^{2024}}$ мы получили параболу с ветвями вверх, минимум которой в вершине, т.е.
\[
\sqrt{x_3^{2024}} = 1 \implies x_3^{2024}=1
\]
Тогда $x_2^{2024}=2-0.5 \cdot 0-0.5=3/2$.
б) Подставим решение из предыдущего пункта. Тогда $Costs^{2023}=30$, а $Costs^{2024}=17.5$. Индекс стоимость жизни $COLI = 17.5/30 \approx 0.58$
в) Рассчитаем оба индекса. Индекс Пааше
\[
I_P = \dfrac{10 \times 0 + 10 \times 3/2 + 2.5 \times 1}{10 \times 0 + 25 \times 3/2 + 2.5 \times 1} = 17.5/40 \approx 0.43
\]
Индекс Ласпейреса
\[
I_L = \dfrac{10 \times 2 + 10 \times 0 + 2.5 \times 1}{10 \times 2 + 25 \times 0 + 2.5 \times 1} = 1
\]
г) Заметим слудеющее соотношение: $I_L \geq COLI \geq I_P$.
Видно, что по индексу Ласпейреса уровень цен не изменился, в то время как по индекс Пааше и COLI упал (наблюдается дефляция).
Это объясняется тем, что при подсчете индекса Ласпейреса фиксируется корзина прошлого года, что не учитывает структурные сдвиги в потреблении индивида.
Индекс Пааше предлагает подстраивать эту корзину под новую из-за чего может происходить переоценка в нижнюю сторону, когда индекс COLI учитывает структурные изменения,
так как напрямую строится исходя из выбора индивида
д) Засчитывались различные корректные объяснения, в частности,
В качестве возможного изменения можно учитывать цену за мощность процессоров, величину видеопамяти и т.п. — это позволяет учесть изменение стоимости и доступность технических характеристик во времени. Предложенная идея называется гедонистическое ценообразованием.
Экономист Десмонд Энг в своей статье анализирует влияние случаев полицейского насилия на образовательные результаты школьников, живущих в окрестности инцидента. Для этого он сравнивает школьников, живущих в непосредственной близости от места инцидента, с теми школьниками, которые живут в том же районе, но дальше от места инцидента (их мы будем называть контрольной группой). Оказывается, что школьники, жившие ближе к месту инцидента, в среднем столкнулись с более сильным падением среднего балла после инцидента, чем те, что жили дальше.
а) В среднем, школьники, живущие в районах, где произошло полицейское насилие, реже поступают в университеты, чем школьники из других районов. Можно ли на основании этого сказать, что полицейское насилие снижает шансы поступления в университет? Обоснуйте свой ответ. В случае несогласия приведите альтернативное объяснение.
б) Почему в качестве контрольной группы, с которой сравнивают школьников, живущих в непосредственной близости от инцидентов полицейского насилия, автор решил взять школьников из тех же районов?
в) Автор подчёркивает, что большинство инцидентов, используемых в исследовании, не были освещены в средствах массовой информации. Объясните, почему это важно для исследования.
г) Предположим, что школьники, живущие в непосредственной близости от инцидентов полицейского насилия, склонны переезжать и менять школу чаще, чем школьники из контрольной группы. Как это влияет на интерпретацию результатов исследования?
б) Эти школьники наиболее похожи на тех, что жил близко к месту инцидента по социально-экономическим и прочим характеристикам, поэтому они служат более вероятным альтернативным сценарием (counterfactual), то есть дают реалистичную картину того, что могло бы случиться со школьниками, живущими в непосредственной близости от инцидентов, если бы этих инцидентов не случилось.
в) В таком случае люди получают информацию об инциденте «из уст в уста», а не через СМИ, что делает роль расстояния до места инцидента ключевой. Более того, медийное внимание может привлечь федеральные власти, которые примут меры по улучшению ситуации, что также может сказаться на результатах.
г) Это осложняет интерпретацию результатов, поскольку добавляется эффект миграции. Если данных по уехавшим школьникам нет, то тогда оценка получается «смещённой»
а) Звание Народного артиста присваивается единожды, в то время как звание работника месяца в фирме переходящее. Как вы думаете, почему фирмы зачастую используют систему наград, в которой почётное звание не присвается один раз навсегда, а является переходящим? Приведите два объяснения.
б) В некоторых сферах создание почётных званий стимулирует более рискованное поведение агентов. Приведите пример и объясните этот феномен.
в) Создание почётных званий и аналогичных наград не рекомендуется в фирмах с большой долей командных задач. Объясните, почему.
б) Некоторые примеры
в) Индивидуальные почетные звания поощряют личные достижения и дистимулируют вкладываться в командные задачи. Кроме того, по той же причине, люди в целом меньше вовлекаются в командное взаимодействие,
которое включает в том числе передачу опыта и создание идей, вследствие чего эффективность компании падает. Также из-за тяжести в отделении личного вклада из командного успеха поощрения могут распределяться нечестно (или восприниматься как таковые), что провоцирует конфликты в коллективе
Проект может оказаться удачным или неудачным. Если Саша выбрала уровень риска $p$, то с вероятностью $p$ проект окажется неудачным. В этом случае Саша не получит бонус. При выбранном уровне риска $p$ с вероятностью $1-p$ проект окажется удачным. Если проект $i$ окажется удачным, то Саша в качестве получит бонус в размере 10\% от прибыли за проект, которую мы обозначим $\pi_i$.Прибыль июньского проекта $\pi_1 = 240 \cdot (1+a \cdot x_1)$, июльского $\pi_2=240 \cdot (1+x_1+2 \cdot x_2)$, а августовского $\pi_3 = 320 \cdot (1+ x_1 + x_2 + 4 \cdot x_3)$. Учтите, что $a>0$ — это параметр.
Саша максимизирует ожидаемый бонус за всё время работы.
Примечание. Если проект приносит прибыль $S$ с вероятностью $p$ и сумму $0$ с вероятностью $(1-p)$, то ожидаемая прибыль проекта равна $p \cdot S$.
а) Объясните интуитивно связь между выбранными значениями риска в различных периодах и прибылью в случае успеха.
б) Допустим у Саши есть планы на июль и август, поэтому она сможет взять только июньский проект. В зависимости от значения параметра $a>0$ укажите, какое значение риска $x_1$ выберет Саша? Какие оптимальные значения $x_1$ в принципе возможны?
в) Объясните интуитивно зависимость оптимального уровня риска от параметра $a$. Что означает параметр $a$?
г) Пусть $a=2$. Какие уровни риска в каждом месяце выберет Саша? Считайте, что Саша стремится сделать максимальной сумму ожидаемых бонусов за всё лето.
Подсказка. Вам не требуется знание максимизации функций нескольких переменных. Используйте школьные знания из курса математики.
д) Как соотносятся между собой выбранные Сашей значания рисков в различных периодах? Объясните это соотношение интуитивно.
е) Используя обнаруженную Вами закономерность, объясните известный Вам феномен из реальной жизни.
б) Зная значение параметра $a>0$, Саша решает следующую задачу, выбирая $x_1 \in [0; 1]$:
\[
\max\limits_{x_1 \in [0; 1]} (1-x_1) \cdot 240 \cdot (1 + a \cdot x_1)
\]
Это парабола с ветвями вниз, её максимум достигается в вершине, поэтому оптимальное значение
\[
x_1^*=0.5 - 0.5/a
\]
Заметим, что с учётом ограничения на $x_1$ и свойств параболы, для $a\in(0; 1)$ выберем $x_1^*=0$. Поскольку $a>0$, $x_1 \in [0;1/2)$.
в) a — это «награда» за риск. Чем она больше, тем больший риск, начиная с некоторого уровня награды, возьмёт на себя менеджер.
г) Саша решает следующую задачу для $x_1, x_2, x_3\in [0;1]$.
\[
\max\limits_{x_1, x_2, x_3\in [0;1]} 240 \cdot (1+a \cdot x_1) (1-x_1)
+ 240 \cdot (1+x_1+2 \cdot x_2) (1 - x_2)
+ 320 \cdot (1+ x_1 + x_2 + 4 \cdot x_3) (1 - x_3)
\]
Можно решать эту задачу двумя методами. Первый — «школьный» — заметить, что это парабола с ветвями вниз относительно, например $x_3$. Подставить значение вершины, затем вновь заметить, что это парабола с ветвями вниз относительно $x_2$, повторить трюк с вершиной и в конце получить параболу с ветвями вниз относительно $x_1$. Второй способ, к которому могли прибегнуть школьники из математических классов, заключается в том, чтобы приравнять частные производные к нулю и проверить условие второго порядка через гессиан. Такое решение требует достаточного знания математического анализа. Заметим, что от школьников оно не требовалось, хотя и не запрещалось.
Обсудим частую ошибку. Для решения задачи недостаточно сказать, что это парабола с ветвями вниз относительно каждой переменной и решить систему условий первого порядка. Рассмотрим простой контрпример $f(x, y) = -x^2 - y^2 + 4xy$. Следуя такой логике, можно решить, что $(x, y) = (0, 0)$ — это точка глобального максимума функции, что не будет правдой.
При любом корректном решении получим ответ: $x_1=2/3,x_2=1/3,x_3=1/4$.
д) $x_1>x_2>x_3$. Выгодно рисковать в начале, потому что это влияет на будущие выигрыши. Отдача от принятого риска более велика для риска, взятого в первые периоды.
е) Засчитывался любой пример, согласно которому риски в начале выгодны (например, брачный рынок или инвестиции в молодости). Пример должен быть обоснован.
Игра состоится на поле размера $5 \times 5$, где ряды пронумерованы сверху вниз от 1 до 5, а столбцы — слева направо от A до E.
Каждая из фигур может «съесть» фигуры других участников согласно описанным ниже правилам. Набор фигур, которые Вы можете съесть, будет подсчитан после того, как все остальные участники выберут свои позиции и фигуры. Возможные варианты выбора фигур перечислены ниже.
Ест все фигуры, расположенные в соседних по диагонали, вертикали и горизонтали клетках. Не может есть фигуры, находящиеся в той же клетке, где он стоит. Так, из позиции C3 может съесть фигуры, расположенные на B2, B3, B4, C2, C4, D2, D3 и D4.
Ест все фигуры, расположенные на той же диагонали, что и он, кроме тех, что находятся на его клетке. Так, из позиции C3 может съесть фигуры, расположенные на А1, А5, B2, B4, C2, C4, D1 и D5.
Ест все фигуры, расположенные на той же вертикали и горизонтали, что и она, кроме тех, что находятся на её клетке. Так, из позиции C3 может съесть фигуры, расположенные на A3, B3, C1, C2, C4, C5, D3, E3.
Ест все фигуры, расположенные в той же клетке, где и он. Так, из позиции C3 может съесть фигуры, расположенные на C3.
Ест все фигуры, кроме соседних по диагонали, вертикали и горизонтали, а также тех, что расположены в той же клетке, что и он. Так, из позиции C3 может съесть фигуры, расположенные на А1, А2, А3, А4, А5, B1, B5, C1, C5, D1, D5, E1, E2, E3, E4 и E5.
Независимо от расположения, ест только фигуры, расположенные на C3.
Первичные баллы, полученные в игре, определяются как разность «съеденных» Вами фигур и числа фигур, которые «съели» Вас. Итоговый балл, который будет суммироваться с баллами за остальные задачи, получается путём деления набранного Вами первичного балла на максимальный первичный балл, полученный кем-либо из участников Конкурса, и умножения полученного числа на 10. Затем полученное число округляется до целого. Если Ваш первичный балл отрицательный, за Задачу выставляется 0 баллов. В ответе на Задачу вам необходимо выбрать ряд, столбец и фигуру. Удачи!