A general minimax theorem

This paper is concerned with minimax theorems for two-person zero-sum games (X, Y, f) with payofff and as main result the minimax equality inf supf (x, y)=sup inff (x, y) is obtained under a new condition onf. This condition is based on the concept of averaging functions, i.e. real-valued functions defined on some subset of the plane with min {x, y}< (x, y)x, y} forx y and (x, x)=x. After establishing some simple facts on averaging functions, we prove a minimax theorem for payoffsf with the following property: Forf there exist averaging functions and such that for any x₁, x₂ X, > 0 there exists x₀ X withf (x₀, y) > f (x₁,y),f (x₂,y))– for ally Y, and for any y₁, y₂ Y, > 0 there exists y₀ Y withf (x, y₀) (f (x, y₁),f (x, y₂))+. This result contains as a special case the Fan-König result for concave-convex-like payoffs in a general version, when we take linear averaging with (x, y)=x+(1–)y, (x, y)=x+(1–)y, 0 <, < 1.Then a class of hide-and-seek games is introduced, and we derive conditions for applying the minimax result of this paper.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit werden Minimaxsätze für Zwei-Personen-Nullsummenspiele (X, Y,f) mit Auszahlungsfunktionf behandelt, und als Hauptresultat wird die Gültigkeit der Minimaxgleichung inf supf (x, y)=sup inff (x, y) unter einer neuen Bedingung an f nachgewiesen. Diese Bedingung basiert auf dem Konzept mittelnder Funktionen, d.h. reellwertiger Funktionen, welche auf einer Teilmenge der Ebene definiert sind und dort der Eigenschaft min {x, y} < < (x, y)x, y} fürx y, (x, x)=x, genügen. Nach der Herleitung einiger einfacher Aussagen über mittelnde Funktionen beweisen wir einen Minimaxsatz für Auszahlungsfunktionenf mit folgender Eigenschaft: Zuf existieren mittelnde Funktionen und, so daß zu beliebigen x₁, x₂ X, > 0 mindestens ein x₀ X existiert mitf (x₀,y) (f (x ₁,y),f (x₂,y)) – für alley Y und zu beliebigen y₁, y₂ Y, > 0 mindestens ein y₀ Y existiert mitf (x, y₀) (f (x, y₁),f (x, y ₂))+ für allex X. Dieses Resultat enthält als Spezialfall den Fan-König'schen Minimaxsatz für konkav-konvev-ähnliche Auszahlungsfunktionen in einer allgemeinen Version, wenn wir lineare Mittelung mit (x, y)=x+(1–)y, (x, y)= x+(1–)y, 0 <, < 1, betrachten.Es wird eine Klasse von Suchspielen eingeführt, welche mit dem vorstehenden Resultat behandelt werden können.