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無差別の原理とは?混合戦略の割合を「相手を無差別にする」式で求める|ポーカーのGTO

混合戦略の均衡では、混ぜている行動どうしの期待値が等しくなります。この「無差別の原理」を、勝ち方で点数がちがうグリコじゃんけんの均衡(グー40%・パー20%・チョキ40%)を解いて確かめ、MDF とブラフの割合がこの原理から出ることを導きます。読むと、混ぜる割合を自分で式から求められるようになります。

この単元の用語:無差別の原理 / 混合戦略 / 均衡 / 期待値 / 純粋戦略 / MDF / ブラフの割合 / ベストレスポンス

先生、GTO の頻度って「コール66.7%」とか「ブラフ25%」とか中途半端ですよね。どうやって決まってるんですか?

実は、ほとんど全部がひとつの原理から出てくるんだ。無差別の原理といって、「均衡で混ぜている行動は、どれも期待値が同じ」というもの。今日はこれを使って、じゃんけんの変形とポーカーの頻度を自分で解いてみよう。

ひとつの原理で全部…それなら覚えることが減りそうです。

無差別の原理とは

いくつかの行動を確率で混ぜる決め方を 混合戦略、いつも同じ行動をとる決め方を 純粋戦略 といいます(くわしくは「ナッシュ均衡とGTO」)。混合戦略の均衡には、次の性質があります。

無差別の原理:均衡で、ある人が2つ以上の行動を混ぜているなら、混ぜている行動の期待値はすべて等しい(その人にとって、どれを選んでも同じ=無差別)

理由はかんたんです。たとえばポーカーで、ある手をコール60%・フォールド40%で混ぜているとします。もしコールの期待値(EV:平均してどれだけチップを得るか)のほうがフォールドより高ければ、フォールドに回していた40%もコールにするだけで期待値が上がります。それなのに混ぜているなら、相手に対して最善の対応(ベストレスポンス)をしていないことになり、均衡ではありません。だから、混ぜているなら期待値は等しいのです。

使わない行動については、「混ぜている行動の期待値以下」であれば問題ありません。使わない行動のほうが期待値が高いなら、それを使うはずだからです。

割合を決めるのは「相手」の損得

この原理を逆向きに使うと、自分の割合の求め方がわかります。

  • 相手が行動を混ぜる均衡では、相手のそれぞれの行動の期待値が等しく なっていなければならない
  • 相手の期待値は 自分の割合 で決まる
  • だから「相手を無差別にする」という式を解くと、自分の割合 が出てくる
自分の割合 ブラフの量・コールの頻度 相手の行動の EV コールとフォールドなど 決める 相手の EV がすべて等しい という式を立てて解く
自分の割合は、自分の損得ではなく、相手の損得を等しくする条件から決まる

ここが直感とずれやすいところです。自分の割合を決めるのに使うのは、自分ではなく相手の損得の式 です。次のじゃんけんで、それがはっきりわかります。

グリコじゃんけんを解く

勝った手によって点数がちがうじゃんけんを考えます。階段の遊び「グリコ」にならって、勝った手の文字数を点数にします。

グリコじゃんけん(2人)

  • グーで勝つと 3点(グ・リ・コ)、チョキで勝つと 6点(チ・ヨ・コ・レ・イ・ト)、パーで勝つと 6点(パ・イ・ナ・ツ・プ・ル)
  • 勝った人は、その点数を負けた人からもらう(2人の合計はいつも0)
  • あいこは 0点
あなた\相手 グー パー チョキ グー パー チョキ 0 −6 +3 +6 0 −6 −3 +6 0
数字はあなたから見た点数。グーの勝ちだけ3点で、ほかの勝ちは6点

パーとチョキは勝つと6点だから、そっちを多めに出せばいいですよね?

そう思うよね。でも計算すると、いちばん少なく出すのはパーなんだ。順番に解いてみよう。

1/3ずつでは負ける

ふつうのじゃんけんの均衡(1/3ずつ)をそのまま使うとどうなるか、相手の手ごとに相手の期待値を計算します。

あなたが1/3ずつ出すとき、相手の期待値は

  • 相手のグー:1/3 × 0 + 1/3 ×(−6)(あなたのパーに負け)+ 1/3 ×(+3)(あなたのチョキに勝ち)= −1
  • 相手のパー:1/3 ×(+6)+ 1/3 × 0 + 1/3 ×(−6)= 0
  • 相手のチョキ:1/3 ×(−3)+ 1/3 ×(+6)+ 1/3 × 0 = +1

相手は「いつもチョキ」にすれば、1回あたり +1点ずつ取れます。1/3ずつはつけこまれる戦略です。

相手を無差別にする式を立てる

あなたがグー・パー・チョキを出す割合を g・p・c とします。このゲームは2人の立場が対等なので、均衡での期待値(ゲームの値)は 0 です。相手がどの手を出しても期待値が 0 になるように、あなたの割合を決めます。

  • 相手のグーの期待値 = 3c − 6p = 0 → c = 2p
  • 相手のパーの期待値 = 6g − 6c = 0 → g = c
  • 相手のチョキの期待値 = 6p − 3g = 0 → g = 2p
  • 合計が1:g + p + c = 2p + p + 2p = 5p = 1 → p = 1/5

答え:グー 40%・パー 20%・チョキ 40%

検算します。相手のグー:3 × 0.4 − 6 × 0.2 = 0、相手のパー:6 × 0.4 − 6 × 0.4 = 0、相手のチョキ:6 × 0.2 − 3 × 0.4 = 0。相手は何を出しても 0 なので、どう混ぜても 0 です。ゲームは対称なので、相手も同じ 40%・20%・40% が均衡です。

(このページの数字は、細かい刻みで全部の割合を試して「相手の最善の対応に対していちばん損が少ない割合」を探す計算でも確かめています。結果は同じ 40%・20%・40%、期待値 0 でした。)

0 +1 −1 あなたが1/3ずつ あなたが40%・20%・40% −1 0 +1 0 0 0 グー パー チョキ グー パー チョキ
下の文字は相手が出す手、棒は相手の期待値。1/3ずつだと相手はチョキで得をする。均衡の割合では相手のどの手も0(無差別)

なぜパーがいちばん少ないのか

パーで勝てば6点なのに、パーを出す割合はいちばん少ない20%です。これは、あなたの割合は相手の損得を等しくするために決まる からです。

あなたがパーを出すと、相手のチョキに負けて6点取られます。相手のチョキを得にさせないためには、あなたはパーをひかえめにする必要があります(6p − 3g = 0 の式)。自分の勝ち点の大きさではなく、相手につけこまれる大きさ が割合を決めています。

解き方の手順

無差別の原理を使って均衡を求める手順をまとめます。

  1. 明らかな行動を先に決める:いつも得な行動(ナッツでのベットなど)や、いつも損な行動を除く
  2. 混ぜる行動を見当づける:どの行動を混ぜるかを仮に決める
  3. 相手を無差別にする式を立てる:相手の混ぜる行動の期待値が等しくなる条件から、自分の割合を求める(自分の側も同じように相手の割合を求める)
  4. 検算する:割合が0〜100%に入っているか、使わない行動の期待値が混ぜている行動以下か、を確かめる

手順2で見当がはずれていると、手順4で割合がマイナスになったり、使わない行動のほうが得になったりします。そのときは混ぜる行動の組み合わせを変えて解き直します。

ポーカーの頻度もこの原理から出る

ポーカーの基本の数字、MDF とブラフの割合も、無差別の原理そのものです。リバー(最後のベットラウンド)で、ポット(場に出ているチップの合計)P に、相手が B をベットした場面を考えます。ベットする側の手はナッツ(必ず勝つ手)かブラフ(必ず負ける手)、受ける側の手はブラフキャッチャー(ナッツには負け、ブラフには勝つ手)だけとします。

たとえばボードが Q♠8♥5♦3♣2♠、受ける側が Q♥T♣(トップペア)で、相手のベットは 8♣8♦(セット)か 7♥6♥(はずれたストレートドロー)のどちらか、という状況です。

MDF:相手のブラフを無差別にする

ベットする側がブラフを混ぜているなら、そのブラフは「ベットしても、チェックしてあきらめても同じ損得」でなければなりません。チェックしたブラフはショーダウン(手を見せ合う)で負けるので損得 0 です。受ける側のコール頻度を c とします。

ブラフの EV =(1 − c)× P(フォールドされてポットを取る)− c × B(コールされてベットを失う)

これを 0 にすると c = P ÷(P + B)

これが MDF(ブラフに対して最低限守るコールの割合)です。ポット100に50なら 100 ÷ 150 = 66.7%。受ける側のコール頻度は、相手(ベットする側)のブラフを無差別にする 条件で決まっています。くわしくは「MDF」の単元を見てください。

ブラフの割合:相手のブラフキャッチャーを無差別にする

逆に、受ける側がコールとフォールドを混ぜているなら、ブラフキャッチャーにとってコールとフォールドの損得が等しくなければなりません。ベットのうちブラフの割合を q とします。

コールの EV = q ×(P + B)(ブラフに勝ってポットとベットを取る)−(1 − q)× B(ナッツに負ける)

フォールドの EV = 0 と等しくすると q = B ÷(P + 2B)

ポット100に50なら 50 ÷ 200 = 25%(バリュー3:ブラフ1)、ポット100に100なら 100 ÷ 300 = 33.3%(2:1)です。ベットする側のブラフの割合は、相手(受ける側)を無差別にする 条件で決まっています。

ベット額(P = 100)5075100150
コール頻度 P ÷(P + B)66.7%57.1%50%40%
ブラフの割合 B ÷(P + 2B)25%30%33.3%37.5%

グリコじゃんけんと同じで、ベットする側の割合は受ける側の損得の式から、受ける側の割合はベットする側の損得の式から出てきます。2つの式を同時に満たすところが均衡で、このモデルを最後まで解いたものが「リバーの1回ベットゲーム」です。3枚のカードで同じ考え方を使う「AKQゲーム」もあります。

よくある勘違い

「無差別なら、どの割合で混ぜてもいい」:無差別なのは「相手が均衡の割合を守っているとき」の自分の損得です。自分がどう混ぜても自分の期待値は変わりませんが、割合を変えると今度は相手が無差別でなくなり、相手につけこまれます。グリコじゃんけんで1/3ずつに変えると、相手はチョキで +1 点取れました。

「勝ったときの点数が大きい手を多く出す」:割合を決めるのは、自分の勝ち点ではなく相手の損得です。グリコじゃんけんでは、勝つと6点のパーがいちばん少ない20%でした。

「無差別=期待値が0」:無差別は「混ぜている行動どうしの期待値が等しい」という意味で、その値が0とは限りません。たとえば均衡のブラフキャッチャーはコールしてもフォールドしても同じですが、ポットの取り分まで含めた全体の期待値は0ではありません。

ここが大事!

  • 無差別の原理:均衡で混ぜている行動は、期待値がすべて等しい(ちがえば得なほうだけを選ぶはず)
  • 自分の割合は、相手の行動の期待値を等しくする式 から求める
  • グリコじゃんけん(グー3点、チョキ・パー6点)の均衡は グー40%・パー20%・チョキ40%。1/3ずつだと相手のチョキに1回あたり1点取られる
  • 相手のブラフを無差別にする → コール頻度 P ÷(P + B)(MDF)
  • 相手のブラフキャッチャーを無差別にする → ブラフの割合 B ÷(P + 2B)
  • 解いたら、割合が0〜100%か、使わない行動のほうが得になっていないかを必ず検算する

確認クイズ

選択肢をタップすると、すぐに正解と解説が表示されます。

Q1本文のグリコじゃんけん(グーで勝つと3点、チョキで勝つと6点、パーで勝つと6点を、負けた人からもらう)の均衡で、パーを出す割合はいくらか。

Q2均衡で、ある人が行動Xと行動Yを混ぜて(両方とも0%より多く)使っている。このとき必ず成り立つことはどれか。

Q3リバーでポット100に50をベットされた。相手のブラフ(必ず負ける手)を、ブラフしてもチェックしても同じ損得(無差別)にするには、ベットに何%コールすればよいか。

Q4ポット100に150をベットする(ベットする手はナッツかブラフだけ)。相手のブラフキャッチャーを、コールしてもフォールドしても同じ損得にするには、ベットのうちブラフを何%にすればよいか。