Monge assignment games

Abstract

Un juego de asignación se define por una matriz A; donde cada fila representa un comprador y cada columna un vendedor. Si el comprador i se empareja a un vendedor j; el mercado produce aij unidades de utilidad. Estudiamos los juegos de asignación de Monge, es decir, aquellos juegos bilaterales de asignación en los cuales la matriz satisface la propiedad de Monge. Estas matrices pueden caracterizarse por el hecho de que en cualquier submatriz 2x2 un emparejamiento óptimo está situado en la diagonal principal. Para mercados cuadrados, describimos sus núcleos utilizando sólo la parte central tridiagonal de elementos de la matriz. Obtenemos una fórmula cerrada para el reparto óptimo de los compradores dentro del núcleo y para el reparto óptimo de los vendedores dentro del núcleo. Analizamos también los mercados no cuadrados reduciéndolos a matrices cuadradas apropiadas.

An assignment game is defined by a matrix A; where each row represents a buyer and each column a seller. If buyer i is matched with seller j; the market produces aij units of utility. We study Monge assignment games, that is bilateral cooperative assignment games where the assignment matrix satisfies the Monge property. These matrices can be characterized by the fact that in any submatrix of 2x2 an optimal matching is placed in its main diagonal. For square markets, we describe their cores by using only the central tridiagonal band of the elements of the matrix. We obtain a closed formula for the buyers-optimal and the sellers-optimal core allocations. Nonsquare markets are analyzed also by reducing them to appropriate square matrices.