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竞价机制:从一价到二价

📝 Before You Continue: 本章需先读 12.2(eCPM 与计费模式)——所有排序与支付公式都建立在 eCPM 口径之上。本章引入的 IC/IR 概念会在 8.3(端到端生成式广告 EGA)中被深度使用,建议两章对照阅读。

搜索结果页最顶上那几条广告位,每个值多少钱?这个问题没有「正确答案」——它取决于一次拍卖怎么设计。广告系统价值 = 广告转化效率 × 计价机制 × 广告资源量 × 投放效率,计价机制是四大支柱中最「制度性」的一个:它不优化任何模型,却决定了所有参与者的行为方式。经济学告诉我们「价格围绕价值上下波动」,而一个好的 竞价机制(Auction Mechanism) 应当让价格无限逼近其价值。

这条路走得并不平坦。1998 年 Overture 首创付费搜索时采用一价拍卖,结果广告主们陷入了永不停歇的出价追逐战;2002 年 Google 引入二价思想后市场才稳定下来;而到 2019 年前后,程序化交易的头部交易所又集体回到了一价。一价 → 二价 → 再回一价,这个循环的每一步都蕴含着机制设计的深层逻辑。

读完本章,你将能够:

  • 位置拍卖(Position Auction) 模型描述多坑位广告的分配与计价,写出期望价值 与 eCPM 排序规则
  • 解释 广义第一高价(GFP) 为何不存在稳定的纯策略纳什均衡,并逐步推演两人出价的震荡循环
  • 证明单坑位 二价拍卖(Vickrey Auction) 下如实出价是占优策略,并给出 激励兼容(IC)个体理性(IR) 的形式化定义
  • 手算 广义第二高价(GSP)VCG 在多坑位下的支付与效用,说清二者在 truth-telling 与收费水平上的差异
  • 用交互式模拟器亲手验证「虚报会发生什么」,完成 5 道分层练习题

12.3.0 位置拍卖模型:把「卖广告」变成数学问题

我们先建立一个能统一描述所有竞价场景的框架。设页面上有 个广告坑位、 个参与竞价的广告主;广告主 对「一次点击」有 真实估值(Valuation) (这是他的私人信息,平台看不到),并向平台提交 出价(Bid) (CPC 口径,即声称每次点击愿意付多少钱)。坑位有天然的优劣:位置越靠前越容易被点击,我们用 位置点击率 刻画, 是坑位 的点击率。

于是广告主 拿到坑位 的期望价值为:

一次点击值 元,坑位 以概率 产生点击,二者相乘就是这次展示对广告主的期望价值。这个模型叫 位置拍卖(Position Auction) :多个广告主竞争多个有次序的坑位,坑位之间的唯一差异是点击率。对展示广告(CPM 结算)只有一个坑位,,模型退化为单坑位拍卖;搜索广告的信息流广告位、电商的推荐坑位,都是 的情形。

平台怎么看?平台看不到 ,只能按申报的出价计算每个组合的期望收益,即 12.2 引入的统一口径:

把广告主按出价从高到低排、依次配到点击率从高到低的坑位,总 eCPM 最大(排序不等式的直接推论)。所以无论采用哪种定价机制, 分配规则 几乎总是「按出价(乘以质量分)排序」——真正让各家机制分道扬镳的,是 定价规则 :赢家到底付多少钱。

🧠 Mental Model: 排座位收费

把广告位想成教室里有次序的座位:前排看得清(高 CTR),后排看不清(低 CTR)。每个学生(广告主)心里都有前排座位值多少钱的底价(),但报名(出价 )时可以撒谎。老师(平台)按报名高低排座位,然后收学费。关键在于学费怎么定:按「你自己报的价」收,学生就会疯狂试探底线;按「刚好压过你后面那个人」收,报真实底价才不吃亏。本章的全部内容,就是这一句直觉的严格化。

任何竞价机制都可以拆成两半: 分配规则(Allocation Rule) 决定「谁赢哪个坑」, 定价规则(Pricing Rule) 决定「付多少」。分配规则决定市场的效率(好广告是否拿到好位置),定价规则决定市场的诚实度(广告主是否愿意报出真实估值)。接下来的三节,我们将看到同一套分配规则配上三种不同定价规则——一价、二价、外部性定价——会导出截然不同的市场形态。

Analysis: 位置拍卖模型有两个简化假设:坑位点击率只与位置有关(真实系统还要乘以广告自身的质量分,即 排序);广告主估值在一次拍卖内不变。尽管如此,它足以揭示机制设计的全部分歧点——分配与定价的分离、激励与稳定的权衡,后续所有工业复杂度都是围绕这个骨架做的加法。


12.3.1 一价拍卖 GFP 的失败:为什么「付自己出的价」行不通

最直觉的定价规则是 一价拍卖(First-Price Auction) :谁出价高谁赢,赢家按自己的出价支付。推广到多个坑位就是 广义第一高价(Generalized First Price, GFP) :按出价排序分配坑位,每个人按自己的出价付钱。1998 年 Overture 用这套机制开创了付费搜索,也在随后几年里让整个市场陷入了 chronic 的震荡。

问题出在哪?在一价下,你的支付与你的申报完全绑定——报高了自己多付,报低了自己省钱。假设单坑位、两个广告主 A 和 B,估值分别为 (元/次点击)。每一轮拍卖的出价动态如下:

轮次A 的出价B 的出价领先者领先者该轮效用(元/点击)
11.001.01B0.04
21.021.03B0.02
31.041.05B0.00(贴到估值,无利可图)
41.040.90 (崩落回撤)A0.06
50.91 (压价到刚好压制)0.90A0.19
60.910.92B0.13
70.930.92A0.17
缓慢爬升,逼近 1.05 后再次崩落

注意每一轮的两个细节:落后者永远只比对手 高一丁点 (0.01)就足以抢走坑位;而领先者一旦发现对手回撤,立刻把出价砍到刚好压过对手(1.04 → 0.91)。价格呈锯齿状循环:爬升—逼近估值—崩落—再爬升,永不收敛。

这个追逐没有终点,我们可以严格说明原因。纯策略纳什均衡(Pure-Strategy Nash Equilibrium) 要求存在一个出价组合,任何一方单独改变出价都无法获益。检验任意组合 :只要两者差距大于最小加价单位,赢家 A 就可以降到 依然获胜并省下真金白银——偏离有利;而只要 B 的估值高于 A 的当前出价,B 加价 即可夺回坑位——偏离同样有利。两条修正规则互相追逐,永远不存在「双方都不想动」的组合。这正是刘鹏笔记中的结论:一价拍卖容易导致价格频繁波动的「纳什不均衡」。

GFP 一价拍卖的出价震荡曲线

图中蓝线是 A 的出价、黄线是 B 的出价,虚线是两人的估值上限。可以看到出价互相追逐着爬升,贴到估值后崩落,然后再爬升——市场永远在寻找一个不存在的平衡点。

市场层面的后果是系统性的。平台收入随出价锯齿剧烈波动,无法预测;广告主必须七乘二十四小时盯着对手调价,运营成本高企(当年甚至催生了专门的自动出价代理);更糟的是,出价不再传达任何真实信息——你看到的 只是对手上一轮试探的结果,与他的真实估值 毫无关系。GFP 的失败告诉我们: 机制不是中性的容器,定价规则本身就在塑造参与者的行为

Analysis: GFP 的教训在机制设计史上极为经典:分配效率没问题(出价高者得高位),坏的只是激励结构。它同时也解释了为什么「让广告主自己优化出价」在一价下行不通——出价是最优反应函数的迭代,而非一个可静态优化的参数。修复方向因此清晰:把「支付」与「申报」解耦,让谎报无利可图。


12.3.2 二价拍卖与激励兼容:让说真话成为最优策略

修复方案由经济学家 William Vickrey 于 1961 年提出(他因此获得 1996 年诺贝尔经济学奖)。二价拍卖(Second-Price Auction) ,也叫 Vickrey 拍卖 :出价最高者赢,但按 第二高出价 支付。单坑位下,赢家支付的是「别人的价」,而不是「自己报的价」。

为什么这一改动如此关键?我们证明:在二价下,如实出价 占优策略(Dominant Strategy)——无论别人怎么出,说真话都不比任何谎报差。设你的估值为 ,其他广告主的最高出价为 ,考察两个偏离方向:

  • 出低价 :你的支付本来就跟自己的出价无关(赢了付 ),所以出低唯一改变的,是那些 的局面——这些局你按真话本可以赢且效用 ,现在却白丢了。赢面缩水,支付没变, 只会变差
  • 出高价 :多赢来的都是那些 的局面——你赢了,但要付 ,效用 ,比不赢(效用 0)更惨。原本能赢的局面支付照旧, 也只会变差

两个方向都堵死,恰好按估值出价同时避免了「白丢赢面」和「亏本赢」两种错误。支付与申报解耦,申报才敢暴露真话——这是二价拍卖全部魔力的来源。

🧠 Mental Model: 精明的举牌代理

二价拍卖等价于你委托一位绝对精明的代理去现场举牌:你告诉他你的底价 ,他永远只把价加到「刚好赢过在场最高出价」为止。你不用猜对手、不用留利润空间——报出真实底价,代理自动帮你省到极限。密封二价拍卖只是把这个代理做成了制度。

这个性质有正式名字,它们是贯穿本章与 8.3 的两个核心概念。激励兼容(Incentive Compatibility, IC) :如实报告估值是占优策略,形式化地,对任意谎报

个体理性(Individual Rationality, IR) :参与拍卖不会让理性的参与者吃亏,即支付不超过申报价值 ,效用非负。IC 保证「说真话不亏」,IR 保证「参与不亏」——二者合起来,市场才有稳定的诚实参与者。

💡 Key Insight: 8.3 的 EGA 把 IC 量化为 ex-post regret(谎报最多能多赚多少,IC regret = 0)并写进损失函数,用 Sigmoid 支付率保证的正是 IR。本章的定义是那套端到端 machinery 的经济学原点——机制设计正从「后处理规则」变成「可微的模型约束」。

Analysis: 二价的严格 IC 只在单坑位成立。坑位一多,「按第二高出价支付」无法直接推广——不同坑位点击率不同,支付必须跨位置折算,而这个推广(下一节的 GSP)恰好丢掉了占优策略性质。单坑位是机制设计的实验室,多坑位才是工业战场。


12.3.3 广义第二高价 GSP:多坑位的工程折中

多坑位下怎么把二价思想推广? 广义第二高价(Generalized Second Price, GSP) 给出工业界沿用二十年的答案:仍按出价(eCPM)排序分配坑位,但第 名广告主 按「下一名的 eCPM 折算到自己点击率」支付。CPC 计费下,第 位(坑位点击率 ,下一名出价 、坑位点击率 )的每点击支付为:

末位没有「下一名的坑位」可参照,按 最低保留价(Reserve Price) 支付。直觉有三层。其一:你抢占坑位 ,把下一名挤到了坑位 ,你造成的「展示机会损失」以 eCPM 计就是 ,除以 折算成你的每次点击单价。其二:——你付的 eCPM 恰好等于下一名在其位置上的 eCPM,即 保住第 名所需的最小 eCPM。其三:你的支付只取决于下一名的出价,与你自己的申报解耦了一半——这正是二价思想的残留。

给一个完整数值例子。三个坑位 ,保留价 ;三个广告主甲、乙、丙估值分别为 (先假设如实出价以便对比机制,)。按出价排序:甲 坑位 1、乙 坑位 2、丙 坑位 3。支付与效用逐一可算:

坑位CTR广告主出价支付 (元/点击)eCPM 支付效用
10.404.00.60
20.203.00.20
30.102.0保留价 0.05

甲出价 4 元却只付 1.5 元——省下的 2.5 元正是二价机制给「敢报真话」的奖励。

GSP 支付公式图解:按下一名 eCPM 折算

但 GSP 有一个必须诚实地面对的缺陷: 它不是严格 truth-telling 的。刘鹏笔记的原话是:GSP「整体市场不是 Truth-telling 的,与 VCG 相比会收取广告主更多的费用」。用一个两坑位反例看清「说真话不必最优」。设 ,保留价 ;甲 、乙 ,均如实出价。甲占坑位 1,支付 ,效用 。但若甲把出价降到 2.0(主动落到坑位 2),只需付保留价 0.20,效用变为 ——说真话不是最优策略。GSP 下最优出价依赖对手的出价,不存在占优策略;当坑位间点击率差距小、下一名出价又高时,主动降档反而更划算。

那 GSP 为什么没有像 GFP 一样崩掉?因为它在博弈层面仍有秩序。GSP 存在 对称纳什均衡(Symmetric Nash Equilibrium, SNE) ,且该均衡是 无妒忌(Envy-free) 的:均衡中每个广告主都不想与相邻位置的人互换——若你顶到上一位,就得支付上一位的价位,效用不会提高。无妒忌意味着没有人有动机去抢别人的位置,市场得以稳定。也正是在均衡意义上,GSP 与 VCG 的收费差异显现:GSP 的均衡出价系统性高于真实估值,VCG 结算位于均衡收费区间的下界,因此 GSP 在多数均衡下 收取广告主更多费用

Analysis: GSP 的胜利是工程折中的胜利。计算上,每次清算只需下一名的出价与两个坑位的 CTR,无需任何全局信息,毫秒级出价服务毫无压力;语义上,「你的价格由你后面的人决定」广告主一听就懂。理论性质(严格 IC)换工程性质(简单、稳健、可解释),这笔交易在二十年的工业实践中被证明是划算的——直到程序化时代多中介链路打破了这个平衡(见 12.3.5)。


12.3.4 VCG 机制:为「外部性」定价

如果说 GSP 是工程折中, VCG 机制(Vickrey-Clarke-Groves Mechanism) 就是理论最优解。它的定价哲学一句话可以说完: 每个广告主的收费,等于他给其他所有参与者造成的外部性损害——「你不在场,其他人本可多赚多少」。你被分配到坑位 ,就把你身后所有人往下挤了一位(甚至挤出榜单),每个人因此损失的价值之和,就是你该付的总账:

每点击支付再按坑位点击率折算:(实际系统再与保留价取大)。

🧠 Mental Model: 用地补偿

一块地多个申请人竞拍,VCG 的规则是:赢家不按自己出价付钱,而是补偿所有落选者因此损失的价值合计。你占用这块地的社会成本,就是别人失去它的机会成本——为机会成本付费,而不是为「赢」付费。

先验证一个关键退化:单坑位下 VCG 恰好等于二价。你在场时其他人福利为 0;你不在场时,第二名拿到唯一坑位,福利为 。外部性 ,折算到每点击支付 ——正是第二高出价。二价拍卖是 VCG 的单坑位特例

再算一个两坑位的完整例子。广告主甲、乙、丙估值 ,如实出价;坑位 (丙落榜)。分配仍是甲 坑位 1、乙 坑位 2。逐个计算外部性:

甲(坑位 1) :没有甲时,乙升至坑位 1()、丙升至坑位 2(),他人福利合计 ;有甲时,乙在坑位 2()、丙落榜(),合计 。外部性 ,每点击支付 ,效用

乙(坑位 2) :没有乙时,丙拿到坑位 2(),甲不动(),合计 ;有乙时,丙落榜,合计 。外部性 ,每点击支付 ,效用

丙(落榜) :没有丙时其他人不变,外部性为 0,支付 0,效用 0。

注意乙的账单为什么这么算:他损害的不是甲(甲反正拿坑位 1),而是被挤落榜的丙——VCG 精确到「每个人的位移」,而 GSP 只看下一名的出价折算,这就是两者的全部差距。

VCG 最诱人的性质是: 整体市场是 truth-telling 的 (刘鹏笔记原文)——如实出价是占优策略,且对任意坑位数成立。证明的关键是一个漂亮的改写。把效用展开:

第二项是个常数——「没有你时他人的福利」根本不取决于你怎么申报。于是最大化个人效用等价于最大化第一项,即 真实的社会总福利。而机制按你的申报选择「申报福利最大」的分配;当你如实申报时,机制恰好选到真实福利最大的分配——你的私心与社会的公心在数学上被对齐了。谎报只会诱导机制选一个「你以为好、实际不好」的分配。

Analysis: VCG 的工业处境是「理论满分、落地困难」。计算上,每个赢家都要做一次「除他之外的全局重排」,每次广告请求的服务端开销是 量级,在毫秒级出价链路里代价不菲。信息上,外部性计算需要知道所有参与者的完整收益结构,多级中介的程序化市场根本拿不全。认知上,「你付的是你给别人造成的损失」对广告主太反直觉,账单难以解释、销售难以推销。因此工业界长期偏好 GSP,Meta(Facebook)是少数大规模坚持 VCG 的主流平台。


12.3.5 GSP vs VCG 对比与「回到一价」

三种机制摆在一起,差异一目了然:

维度GFP(广义一价)GSP(广义二价)VCG
Truth-telling否,虚报有利可图否,非严格 IC(但存在对称纳什均衡)是,占优策略 IC
收费水平支付 = 己方出价,剧烈波动多数均衡下高于 VCG按外部性定价,同等分配下更低
实现复杂度最低(排序即清算)低:只需下一名出价与两个坑位 CTR高:每赢家一次「除他重排」
均衡稳定性无纯策略纳什均衡,震荡对称 NE,无妒忌,稳定占优策略均衡,最强稳定
工业采用早期付费搜索,已被淘汰搜索/展示广告长期主流少数平台(Meta 等)

GFP/GSP/VCG 三机制对比

静态对比之外,值得亲手做实验。下面的交互式模拟器里有三位广告主,你可以修改每个人的出价与估值,分别在 GFP、GSP、VCG 三种机制下观察分配、支付与效用 ;还可以步进演练「压低出价」「抬高出价」之后会发生什么,验证二价/VCG 下说真话效用最大。

建议按模拟器的默认剧本走一遍:B 压低出价(GFP 下反而有利,二价系下受损)、B 抬高出价(GSP 下效用不变——无妒忌的体现,VCG 下受损)、C 抬高出价(三种机制下都吃亏,且 GSP 下还连累无辜的 A 与 B)。走完你会对「定价规则塑造行为」有肌肉记忆。

📌 行业动态:2019 年前后,Google 等头部 ADX 全面从二价转向一价拍卖,以下是这一转变的前因后果(写作时点的公开行业信息,时间线以行业报道为准)。

故事到这里本该结束,但程序化交易改写了结局。随着 头部竞价(Header Bidding) 与程序化公开竞价普及,一次展示要经过 SSP → ADX → DSP 的多级链路转售,每一级都可能抽取佣金——二价拍卖的「第二高价」在多级转售后变得不透明:DSP 赢了竞价,却算不清自己最终按谁的「第二价」付了多少。于是 2019 年前后,Google 等头部 ADX 全面转向 一价拍卖(First-Price Auction) :出价即支付,账单清清楚楚。

一价回归的代价是 truth-telling 不再由机制保证——出价直接等于支付,虚高就多付,机制的诚实性约束消失了。缺口由算法补上: 出价遮蔽(Bid Shading) 成为 DSP 的核心竞争力——用历史竞价数据估计「以出价 赢得流量的概率分布」,在出价与赢率之间做期望优化,把出价压到接近「能赢的最低价」。历史完成了讽刺的循环:一价因不稳定被二价取代,二价因不透明又被一价收回——只是这一次的「一价」,配上的是统计学习驱动的智能出价,而非 GFP 时代的裸博弈。

Analysis: 机制选择的深层规律在此显形:机制的理论性质(IC、稳定、收费)从来不是唯一的决策维度,还需要考虑信息结构(谁能看见什么)、链路复杂度(几级中介)与参与者认知成本(账单能不能看懂)。GFP 死于激励,VCG 困于复杂,GSP 赢在平衡,一价回归靠算法接管激励——每一次轮换都是当时的约束条件下最不坏的选择。


12.3.6 与推荐系统的合流

回望本章,竞价正是广告与推荐的最大分水岭。推荐系统是单边优化:内容不会谎报自己的价值,系统只需对齐用户兴趣;广告是三方博弈——用户要体验、广告主要 ROI、平台要收入,且广告主的估值是私人信息。有私人信息才有谎报的可能,有谎报的可能才需要机制设计——推荐工程师转型广告的第一课,往往就是补上这一章的博弈论视角。

但两条技术路线正在合流。第一个方向是 智能出价(Smart Bidding) :OCPC 等产品让广告主只报目标转化成本,平台代为出价,把出价换算进排序模型——bid 不再是排序分数的后处理乘子,而是作为特征与校准项进入模型,eCPM 约束被嵌入排序本身。第二个方向更彻底:8.3EGA 把 Token 级竞价嵌入生成过程——分配用竞价引导生成概率,支付用独立网络学习满足 IC 的支付函数,ex-post regret 作为约束写进 Lagrangian 优化。二价拍卖「支付与申报解耦」的核心思想,在生成模型里以「分配与支付解耦」的形态重生。

机制设计的角色因此发生了根本迁移:从 后处理规则 (排序完成后跑一遍拍卖清算)变为 端到端约束 (把 IC/IR 写进损失函数、把支付函数变成可学习的网络)。这一趋势对推荐工程师是个好消息——你在 3.x 练就的排序建模能力依然是地基,而本章的机制设计语言(IC、IR、外部性、均衡)正在成为广告算法的准入门槛。读懂拍卖,才读得懂广告系统的经济学骨架。


⚠️ Common Mistakes in 12.3

#MistakeExampleWhy It's WrongFix
1以为 GSP 是严格激励兼容的「GSP 是二价,大家都会说真话」二价的占优策略性质只在单坑位成立;跨坑位折算后说真话不必最优区分「单坑位二价(严格 IC)」与「GSP(非严格 IC,靠 SNE 稳定)」
2把 VCG 的外部性算成自己的收益损失「我不在场我少赚多少就付多少」VCG 收的是你 对别人 造成的损害,不是你自己的机会成本永远用「其他人总福利之差」计算,与自己的估值无关
3认为一价天然说真话「付自己出的价,虚报没意义」一价下出价与支付绑定,压价省钱、抬价抢位都有利可图一价下 truth-telling 由 bid shading 策略补位,机制不保证
4GSP 跨坑位支付不做 CTR 折算「第 1 名直接付第 2 名的出价 3 元」不同坑位点击率不同,直接照搬会算错 eCPM 口径回到 eCPM 口径:
5混淆保留价与第二高价「只有一人出价时付第二高价」无人竞争时没有「第二价」,末位/唯一赢家按保留价支付末位支付 ,无下一名时付

本章小结

📌 Key Takeaways

ConceptKey PointsWhy It Matters
位置拍卖,按 eCPM 排序分配多坑位广告计价的统一框架
分配 + 定价二分分配规则定效率,定价规则定诚实度读懂一切竞价机制的钥匙
GFP(一价)支付 = 己方出价无纯策略 NE,市场震荡,被淘汰
二价 / Vickrey赢家付第二高价单坑位严格 IC:说真话是占优策略
GSP,末位付保留价工业主流;SNE 稳定、无妒忌,但非 truth-telling
VCG支付 = 对他人的外部性损害整体 truth-telling;计算与认知成本高,落地少
一价回归Header Bidding 后 ADX 转一价,bid shading 补位机制性质可被算法与市场结构重新分配

❓ FAQ

Q1: GSP 与单坑位二价差在哪?

A: 单坑位下「下一名」没有位置折算问题,GSP 退化为二价。多坑位下支付必须跨位置按 CTR 折算(),而这个推广丢掉了严格 IC——二价的占优策略性质无法跨坑位延续,GSP 的稳定靠对称纳什均衡而非占优策略。

Q2: 既然 VCG 理论性质更好,工业界为什么不买账?

A: 三个原因:计算复杂(每个赢家一次全局重排,出价链路扛不住)、需要全局信息(多级中介市场拿不全所有参与者的收益结构)、广告主难理解(为「别人的损失」付费,账单解释成本高)。机制落地不只看理论,还要看工程代价与认知成本——GSP 恰好卡在折中点。

Q3: 一价回归后,DSP 怎么避免当冤大头?

A: 机制不再替你「只付第二价」,DSP 只能自己做 bid shading:用历史竞价数据估计「出价 赢得流量的概率」,在赢率与支付之间做期望优化,把出价压到接近能赢的最低点。出价策略从「报真实估值」变成一个统计学习问题,这正是它成为 DSP 核心竞争力的原因。

🔗 前后关联

  • 12.2 (eCPM 与计费模式)——本章所有支付公式都以 eCPM 为统一口径,GSP 的「按下一名 eCPM 折算」直接建立在 12.2 的 CPC/CPM 换算之上。
  • 8.3 (端到端生成式广告 EGA)——本章的 IC/IR 定义在 EGA 中被量化为 ex-post regret 并写进损失函数;EGA 的「分配与支付解耦」正是二价思想「支付与申报解耦」的端到端重生。
  • 3.x (精准偏好预测)——pCTR 预估追求的是绝对精度而非相对排序,因为它直接进入 eCPM 排序与 GSP 折算定价,估偏一点价格就算错。
  • 5.3 (生成式范式演进)——端到端生成式的整体脉络是理解 12.3.6「机制嵌入模型」趋势的背景板。

Practice Problems

Work through all problems in order — they get progressively harder. Each has a complete solution you can reveal after trying it yourself.


Problem 12.3.1 — 位置拍卖与 eCPM 排序 🟢 Easy

广告主 A 估值 、出价 ;广告主 B 估值 、出价 (均 CPC 口径)。坑位点击率 。 (a) 按平台排序规则,各广告主拿到哪个坑位? (b) 两人对所获坑位的期望价值 各是多少? (c) 若这是展示广告(单坑位),谁赢?用 eCPM 验证。

💡 Solution (click to reveal)

Approach: 按 eCPM 排序,高出价者配高点击率坑位。

  • (a) ,故 B 坑位 1,A 坑位 2。
  • (b)
  • (c) 单坑位时 B 赢。eCPM 验证:

Key points:

  • 分配按申报出价而非估值——估值是私人信息,平台不可见。
  • 期望价值用估值算(广告主视角),排序用出价算(平台视角),二者不可混用。

Problem 12.3.2 — GSP 三坑位完整支付计算 🟢 Easy

三个广告主出价 ,估值 ;坑位 CTR ,保留价 。求每人的每点击支付、eCPM 支付与效用。

💡 Solution (click to reveal)

Approach: 逐位套用 ,末位付保留价。

坑位广告主支付(元/点击)eCPM 支付效用
110.60
220.10
330.03

Key points:

  • 第 1 名出价 5 元只付 1.5 元——支付与申报解耦是二价系的标志。
  • 末位没有「下一名折算」,直接按保留价结算。

Problem 12.3.3 — VCG 两坑位外部性计算 🟡 Medium

广告主甲、乙、丙估值 ,如实出价;两个坑位 。 (a) 计算甲、乙的 VCG 每点击支付与效用(丙落榜付 0)。 (b) 验证:若只有一个坑位,甲的每点击支付恰为第二高出价。

💡 Solution (click to reveal)

Approach: 对每个赢家计算「无他时他人福利 − 有他时他人福利」。

  • (a) 甲(坑位 1) :无甲时乙 坑位 1()、丙 坑位 2(),合计 ;有甲时乙 坑位 2()、丙落榜(),合计 ,每点击支付 ,效用 乙(坑位 2) :无乙时丙 坑位 2()、甲不动(),合计 ;有乙时合计 ,每点击支付 ,效用
  • (b) 单坑位时甲的外部性 乙本可获得的福利 ,每点击支付 ,即第二高出价。VCG 在单坑位退化为二价。

Key points:

  • 乙损害的是被挤落榜的丙,而非甲——外部性按「每个人的位移」精确计账。
  • 效用改写 是 VCG truth-telling 的证明骨架。

Problem 12.3.4 — GSP 非严格 IC 的构造性验证 🔴 Hard

沿用 12.3.3 的反例设定:两坑位 ,保留价 ;甲 、乙 。 (a) 双方如实出价时,甲的效用是多少? (b) 甲改出 2.0 时的效用是多少?这说明什么? (c) 若乙实际只出 1.0,甲出 2.0 与出 4.0 哪个更优?由此说明 GSP 为什么不存在占优策略。

💡 Solution (click to reveal)

Approach: 分情况计算效用,检验「同一策略在不同对手出价下的表现」。

  • (a) 甲占坑位 1,,效用
  • (b) 甲落到坑位 2,付保留价 ,效用 。说真话不是最优——GSP 非严格 IC。
  • (c) 乙出 1.0 时:甲出 2.0 占坑位 1(),效用 ;甲若降到坑位 2 只得 。同一策略「降到 2.0」在 (b) 中更优、在 (c) 中更差——最优出价依赖对手出价,不存在对所有对手出价都最优的策略,即无占优策略。

Key points:

  • 非严格 IC 的可操作判据:能构造一组对手出价使真话非最优。
  • GSP 的博弈本质:广告主在「抢高位多付」与「退低位省付」之间做对手依赖的权衡,均衡由 SNE 刻画。

🏆 Problem 12.3.5 — 证明:单坑位二价下偏离估值出价不增效用

设单坑位二价拍卖,你的估值 ,其他广告主最高出价 ,你的出价 。效用:赢则 ,输则 。证明对任意 与任意 ,且结论是「不增效用」而非「严格更优」。

💡 Solution (click to reveal)

Approach: 按偏离方向分两种情形,比较胜负边界 相对 的位置。

记按出价 的效用为 ,按真话 的效用为 。注意支付始终是 (与 无关),效用差异只来自胜负变化。

情形一 (出低)。 只在 区间不同:此区间内 故出低者输,;而 ,说真话者赢,。其余区间()二者胜负相同、支付相同,效用相等。故

情形二 (出高)。差异区间为 :出高者赢但付 ;说真话者输,。其余区间效用相等。故

两情形合并:对一切 ,即 是弱占优策略。注意当 时任何 的效用与真话相同(都是 ),当 时任何 也同样不输——所以真话是「不劣于一切谎报」,而非「严格优于一切谎报」。

Key points:

  • 证明骨架:支付与申报解耦 效用差异仅来自胜负边界 两个偏离方向各输一段区间。
  • 这正是 8.3 中 ex-post regret 为零的特例: 对一切 成立。