게임이론 · 제6회

공정하게 나누기셋이 힘을 합쳐 번 돈, 각자에게 얼마씩 주는 게 공정할까?

게임이론방의 마지막 — 이번엔 협력이에요. 여럿이 힘을 합쳐 만든 성과를 기여한 만큼 공정하게 나누려면? 각자의 평균 기여도로 몫을 정하는 샤플리 값이 유일한 공정 해답을 줘요.


01누가 얼마나 기여했나

가수·기타·드럼 셋이 공연으로 12를 벌었어요. 혼자면 4·2·2, 둘이 뭉치면 더 크게 벌죠. 이 시너지 속에서 각자의 진짜 기여는 얼마일까요?

비결 — 모든 합류 순서에서 그 사람이 추가로 늘린 값(한계기여)을 평균 내요. 그게 샤플리 값이에요.

02직접 해보기 — 샤플리 값 계산

협력 가치가 아래처럼 주어졌어요. 샤플리 값 계산을 누르면 각자의 공정한 몫이 나와요(합은 항상 전체와 같아요).

혼자: 가수 4 · 기타 2 · 드럼 2
둘이: 가수+기타 9 · 가수+드럼 8 · 기타+드럼 5
셋이: 12
🎤 가수?
🎸 기타?
🥁 드럼?
버튼을 눌러 공정한 몫을 계산해 보세요.

가수는 시너지의 중심이라 몫이 가장 커요. 샤플리 값은 효율성·대칭성·더미·가법성을 모두 만족하는 유일한 공정 분배예요 — 비용 분담·수익 배분·특성 중요도(AI 설명, SHAP)에 쓰여요.

03샤플리 값 = 평균 한계기여

φᵢ = 모든 합류 순서에서 i의 한계기여의 평균

‘내가 합류해서 얼마나 값을 늘렸나’를 모든 순서로 평균낸 게 공정한 몫이에요. 비용 분담·항공 마일리지·전력망 요금·AI 설명(SHAP)이 이 값을 써요(노벨상 주제).

04스스로 점검하기

점수 0 / 0

05더 깊이 — 세 개의 수심

고교협력게임·한계기여·공정분배연합의 가치, 합류 순서별 한계기여, 그 평균으로 몫 정하기.
학부샤플리 값·핵·공리효율·대칭·더미·가법성 공리, 코어(core), 협력게임 해 개념.
대학원비용분담·경매·SHAP대규모 근사(몬테카를로), 머신러닝 설명(SHAP)·시장설계 응용.

게임이론 6부작 완주! — 딜레마·경매·매칭·협력까지, 전략의 수학을 훑었어요. 궁금한 건 방의 Q&A 봇에! 🎉

『수요를 따라가는 수학 · 게임이론』 제6회. 샤플리 값(공정 분배) 시뮬레이터 + 자동채점. · 게임이론방으로