Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία χρησιμοποιούμε έννοιες και εργαλεία της Θεωρίας Παιγνίων με σκοπό να μελετήσουμε την απόδοση μηχανισμών κατανομής διαιρέσιμων πόρων εστιάζοντας κυρίως στον μηχανισμό αναλογικής κατανομής. Σύμφωνα με αυτόν τον μηχανισμό, ένα σύνολο χρηστών ανταγωνίζονται για ένα διαιρέσιμο πόρο -- όπως το εύρος ζώνης ενός τηλεπικοινωνιακού καναλιού -- υποβάλλοντας προσφορές. Ο μηχανισμός κατανέμει σε κάθε χρήστη ένα μέρος του πόρου το οποίο είναι ανάλογο της προσφοράς του και συλλέγει ένα ποσό ίσο με την προσφορά αυτή ως πληρωμή. Οι χρήστες στοχεύουν στη μεγιστοποίηση της ωφέλειας τους και συμπεριφέρονται στρατηγικά αλλάζοντας τις προσφορές τους με σκοπό να το πετύχουν. Έτσι, ο μηχανισμός ορίζει ένα παιχνίδι αναλογικής κατανομής. Παρουσιάζουμε γνωστά αποτελέσματα από τη σχετική βιβλιογραφία καθώς και νέα βελτιωμένα φράγματα για το κόστος της αναρχίας ως προς το κοινωνικό όφελος για συσχετιζόμενες ισορροπίες στο μοντέλο πλήρους πληροφόρησης και για ισορροπίες κατά Bayes-Nash στο μοντέλο ελλιπούς πληροφόρησης. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζουμε ένα κάτω φράγμα 1/2 για το κόστος της αναρχίας ως προς τις προαναφερθείσες έννοιες ισορροπίας, βελτιώνοντας σημαντικά το προηγούμενο καλύτερο κάτω φράγμα 26.8% που πρόσφατα απέδειξαν οι Syrgkanis και Tardos (STOC 2013). Επίσης, μελετάμε για πρώτη φορά τη περίπτωση όπου οι χρήστες διαθέτουν περιορισμένους προϋπολογισμούς και παρουσιάζουμε ένα κάτω φράγμα περίπου 36% και ένα άνω φράγμα 50% για το κόστος της αναρχίας χρησιμοποιώντας ως αντικειμενική συνάρτηση το αποτελεσματικό όφελος το οποίο λαμβάνει υπόψη προϋπολογισμούς. / In this thesis, we use notions and techniques from Game Theory in order to analyze the performance of divisible resource allocation mechanisms focusing mainly on the proportional allocation mechanism. According to this mechanism, a set of users are competing for a divisible resource -- such as bandwidth of a communication link -- by submitting bids. The mechanism allocates to each user a fraction of the resource that is proportional to the user's bid and collects an amount equal to the bid as payment. Users aim to maximize their individual utility and act strategically in order to achieve their goal. Hence, the mechanism defines a proportional allocation game. We cover previously known results from the related literature and present new bounds on the price of anarchy with respect to the social welfare over coarse-correlated and Bayes-Nash equilibria in the full and incomplete information settings, respectively. In particular, we prove a lower bound of $1/2$ for the price of anarchy over both equilibrium concepts, significantly improving the previously best known lower bound, presented by Syrgkanis and Tardos (STOC 2013). Furthermore, we study for the first time the scenario where users have budget constraints and present lower bounds on the price of anarchy using the effective welfare (which takes budgets into account) as an objective function.

This thesis consists of a summary and five papers, dealing with financial applications of optimal stopping, optimal control and volatility. In Paper I, we present a method to recover a time-independent piecewise constant volatility from a finite set of perpetual American put option prices. In Paper II, we study the optimal liquidation problem under the assumption that the asset price follows a geometric Brownian motion with unknown drift, which takes one of two given values. The optimal strategy is to liquidate the first time the asset price falls below a monotonically increasing, continuous time-dependent boundary. In Paper III, we investigate the optimal liquidation problem under the assumption that the asset price follows a jump-diffusion with unknown intensity, which takes one of two given values. The best liquidation strategy is to sell the asset the first time the jump process falls below or goes above a monotone time-dependent boundary. Paper IV treats the optimal dividend problem in a model allowing for positive jumps of the underlying firm value. The optimal dividend strategy is of barrier type, i.e. to pay out all surplus above a certain level as dividends, and then pay nothing as long as the firm value is below this level. Finally, in Paper V it is shown that a necessary and sufficient condition for the explosion of implied volatility near expiry in exponential Lévy models is the existence of jumps towards the strike price in the underlying process.

[pt] Esse trabalho investiga o papel da descoberta de produto na demanda por jogos eletrônicos. Nós mostramos que o padrão de vendas para jogos eletrônicos é bastante variado, com alguns jogos tendo suas vendas imediatamente depois de seus lançamentos, e outros com caldas de venda maiores. Para entender essas diferenças nós propomos um modelo de demanda em que consumidores são periodicamente informados sobre a existência de um jogo e exploramos o padrão de vendas que isso implica. Em seguida aplicamos o modelo aos dados usando dados de preços e vendas da plataforma digital Steam e dados e busca online do google trends. Nossos resultados sugerem que vendas três meses depois do lançamento são em média metade do que seria caso consumidores tivessem informação completa. / [en] This paper investigates the role of product discovery in the demand for video games. We show that the lifetime sales patterns for video games vary widely, with some games selling most of their units in the first months after launch and others having longer tails. To understand these differences we propose a demand model in which consumers are periodically informed about the existence of a game and explore the lifetime sales patterns that this implies. We then take it to the data using price and sales figures from the Steam digital platform and web search figures from google trends. Our results imply that sales three months after launch are on average half of what they should be were consumers fully informed.

Στην παρούσα διατριβή μελετάμε αγορές δημοπρασιών και εξετάζουμε διάφορες ιδιότητές τους καθώς και τον τρόπο που αυτές επηρεάζονται από τον τρόπο που συμπεριφέρονται και δρουν οι συμμετέχοντες. Η έννοια δημοπρασία αναφέρεται σε κάθε μηχανισμό, ή σύνολο κανόνων, που διέπει μια διαδικασία ανάθεσης αγαθών. Τέτοιοι μηχανισμοί είναι επιρρεπείς σε στρατηγικούς χειρισμούς (χειραγώγηση) από τους συμμετέχοντες, γεγονός που δικαιολογεί την έμφυτη δυσκολία στον σχεδιασμό τους. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η μελέτη σε θεωρητικό επίπεδο των ιδιοτήτων μηχανισμών δημοπρασίας έτσι ώστε να είμαστε σε θέση να προβλέψουμε, να εξηγήσουμε, ακόμα και να τροποποιήσουμε την απόδοσή τους στην πράξη. Εστιάζουμε την προσοχή μας σε δημοπρασίες χρηματοδοτούμενης αναζήτησης, οι οποίες αποτελούν την επικρατέστερη διαδικασία για την προβολή διαφημίσεων στο Διαδίκτυο. Υιοθετούμε παιγνιοθεωρητική προσέγγιση και υπολογίζουμε το Τίμημα της Αναρχίας για να φράξουμε την απώλεια αποδοτικότητας εξαιτίας της στρατηγικής συμπεριφοράς των παιχτών. Επίσης, αποδεικνύουμε εγγυήσεις εσόδων για να φράξουμε την απώλεια των εσόδων του μηχανισμού δημοπρασίας GSP (γενικευμένος μηχανισμός δεύτερης τιμής) σε αυτό το πλαίσιο. Για την ακρίβεια, ορίζουμε παραλλαγές του μηχανισμού δημοπρασίας GSP που δίνουν καλές εγγυήσεις εσόδων. Στη συνέχεια εξετάζουμε το πρόβλημα του σχεδιασμού της βέλτιστης δημοπρασίας ενός αντικειμένου. Αποδεικνύουμε ένα υπολογίσιμο φράγμα δυσκολίας στην προσέγγιση για την περίπτωση με τρεις παίχτες. Επίσης, αποδεικνύουμε ότι υπάρχει αξιοσημείωτη διαφορά ανάμεσα στα έσοδα που προκύπτουν από ντετερμινιστικούς φιλαλήθεις μηχανισμούς και πιθανοτικούς μηχανισμούς που είναι φιλαλήθεις κατά μέσο όρο. / In this dissertation we consider auction markets and examine their properties and how these are affected by the way the participants act. An auction may refer to any mechanism or set of rules governing a resource allocation process. Designing such a mechanism is not an easy task and this is partly due to their vulnerability to strategic manipulation by the participants. Our goal is to examine the theoretical properties of auction mechanisms in order to predict, explain, or even adjust their behavior in practice in terms of some desired features. We focus on sponsored search auctions, which constitute the leading procedure in Internet advertising. We adopt a game-theoretic approach and provide Price of Anarchy bounds in order to measure the efficiency loss due to the strategic behavior of the players. Moreover, we prove revenue guarantees to bound the suboptimality of GSP (generalized second price mechanism) in that respect. Ιn particular, we define variants of the GSP auction mechanism that yield good revenue guarantees. We also consider the problem of designing an optimal auction in the single-item setting. We prove a strong APX-hardness result that applies to the 3-player case. We furthermore give a separation result between the revenue of deterministic and randomized optimal auctions.

Cette thèse est une contribution à la théorie économique sur trois aspects: la dynamique de prix dans les marchés financiers avec asymétrie d’information, la mise à jour des croyances et les raffinements d'équilibre dans les jeux de signaux, et l'introduction de l'ambiguïté dans la théorie du prix limite. Dans le chapitre 2, nous formalisons un jeu d'échange à somme nulle entre un secteur mieux informé et un autre qui l'est moins, pour déterminer de façon endogène, la dynamique du prix sous-jacent. Dans ce modèle, joueur 1 est informé de la conjoncture (L) mais est incertain de la croyance de joueur 2, car ce dernier est seulement informé à travers un message (M) qui est lié à cette conjoncture. Si L et M sont indépendants, alors le processus de prix sera une Martingale Continue à Variation Maximale (CMMV) et joueur 1 peut disposer de cet avantage informationnel. Par contre, si L et M ne sont pas indépendants, joueur 1 ne révèlera pas son information pendant le processus, et il ne bénéficiera donc pas de son avantage en matière d'information. Dans le chapitre 3, je propose une définition de l'équilibre de Test d'hypothèse (HTE) pour des jeux de signaux généraux, avec des joueurs non-Bayésiens qui sont soumis à une règle de mise à jour selon le modèle de vérification d'hypothèse caractérisé par Ortoleva (2012). Un HTE peut être différent d'un équilibre séquentiel de Nash en raison d'une incohérence dynamique. Par contre, dans le cas où joueur 2 traite seulement un message à probabilité nulle comme nouvelle inespérée, un HTE est un raffinement d'équilibre séquentiel de Nash et survit au critère intuitif dans les jeux de signaux généraux mais pas inversement. Nous fournissons un théorème d'existence qui couvre une vaste classe de jeux de signaux qui sont souvent étudiés en économie. Dans le chapitre 4, j'introduis l’ambiguïté dans un modèle d'organisation industrielle classique, dans lequel l'entreprise déjà établie est soit informée de la vraie nature de la demande agrégée, soit soumise à une incertitude mesurable classique sur la conjoncture, tandis qu'un éventuel nouvel arrivant fait face à une incertitude a la Knight (ambiguïté) concernant cette conjoncture. Je caractérise les conditions sou lesquelles le prix limite émerge en équilibre, et par conséquent l'ambigüité diminue la probabilité d'entrée. L'analyse du bien-être montre que le prix limite est plus nocif dans un marché où la demande escomptée est plus élevée que dans un autre où celle-ci est moindre. / This thesis contributes to the economic theory literature in three aspects: price dynamics in financial markets with asymmetric information belief updating and equilibrium refinements in signaling games, and introducing ambiguity in limit pricing theory. In chapter 2, we formulate a zero-sum trading game between a better informed sector and a less 1nformed sector to endogenously determine the underlying price dynamics. In this model, player 1 is informed of the state (L) but is uncertain about player 2's belief about the state, because player 2 is informed through some message (M) related to the state. If L and M are independent, then the price proces s will be a Continuous Martingale of Maximal Variation (CMMV), and player 1 can benefit from his informational advantage. However, if L and M are not independent, player 1 will not reveal his information during the trading process, therefore, he does not benefit from his informational advantage. In chapter 3, I propose a definition of Hypothesis Testing Equilibrium (HTE) for general signaling games with non-Bayesian players nested, by an updating rule according to the Hypothesis Testing model characterized by Ortoleva (2012). An HTE may differ from a sequential Nash equilibrium because of dynamic inconsistency. However, in the case in which player 2 only treats a zero-probability message as an unexpected news, an HTE is a refinement of sequential Nash equilibrium and survives the intuitive Critenon in general signaling games but not vice versa. We provide an existence theorem covering a broad class of signaling games often studied in economics. In chapter 4, I introduce ambiguity in a standard industry organization model, in which the established firm is either informed of the true state of aggregate demand or is under classical measurable uncertainty about the state, while the potential entrant is under Knightian uncertainty (ambiguity) about the state. I characterize the conditions under which limit pricing emerges in equilibria, and thus ambiguity decreases the probability of entry. Welfare analysis shows that limit pricing is more harmful in a market with higher expected demand than in a market with lower expected demand.