COMP 4418 – Assignment 3

Hello, if you have any need, please feel free to consult us, this is my wechat: wx91due

Fair Allocations

COMP 4418 – Assignment 3

Due 14 November 2024, 16:00

Total Marks: 100

Late Penalty: 10 marks per day

Worth: 15% of the course

Question 1 (20 marksConsider a fair division instance ⟨N,Mv⟩ with n agents and items. Prove or disprove the following:

1. (5 marksAny Pareto Optimal allocation must also be Leximin Optimal.

2. (5 marksGiven any two allocations, one must pareto dominate the other.

3. (5 marksFor n = 2, any allocation that satisfies PROP is also EF.

4. (5 marksGreedy round robin algorithm will return an EF1 allocation.

Question 2 (20 marksConsider the following instance with n = 4 and m = 8.

g1

g2

g3

g4

g5

g6

g7

g8

v1

1

5

4

4

0

1

1

1

v2

5

9

5

5

0

0

5

5

v3

5

7

5

10

0

4

0

5

v4

10

10

5

5

5

5

5

5

For this instance, consider running the standard round robin algorithm to find an EF1 alloca- tion. We shall look at how different orderings over agents can lead to different allocations. For the given instance, identify:

1. (10 marks) The ordering over agents which leads to the following allocation: A = (A1 ,A2 ,A3 ,A4), whereA1 = {g1 , g5}, A2 = {g4 , g8}, A3 = {g3 , g7} andA4 = {g2 , g6}.

2. (5 marksAn alternate EF1 allocation that can result from the same ordering which would Pareto dominate A.

3. (5 marks) An alternate ordering for the standard round robin algorithm that would result in the allocation identified in the previous part.


Question 3 (20 marksConsider an indivisible item setting with m n where agents are indifferent between the items. That is, for any i ∈ N and g  g′ ∈ M, we have that vi(g) = vi(g′) > 0. However, agent valuations are not identical. That is, for i  jvi(g vj(g). For this setting:

1. (5 marksShow that an MMS allocation always exists.

2. (5 marksShow that an EF1 allocation will always be MMS.

3. (10 marksGive examples of instances in this setting such that:

a.  Any allocation with maximum ESW is not MMS.

b.  There is at least one allocation with maximum USW which is 2/1−MMS in this instance.

Question 4 (20 marksConsider the random assignment problem with 3 agents with the following preferences over 3 items.

≻1: g1  ≻ 1 g2  ≻1 g3

≻2: g1  ≻2 g2  ≻2 g3

≻3: g2  ≻3 g1  ≻3 g3

Find the random assignment as a result of the following rules.

1. (10 marksprobabilistic serial (PS)

2. (10 marksrandom serial dictator (RSD)

Question 5 (20 marksConsider the following instance with n = 4 and m = 8.

g1

g2

g3

g4

g5

g6

g7

g8

v1

1

5

4

4

0

1

1

1

v2

5

9

5

5

0

0

5

5

v3

5

7

5

10

0

4

0

5

v4

10

10

5

5

5

4

1

1

Consider the allocation A in which A1  = {g1 , g2}, A2  = {g3 , g4}, A3  = {g5, g6}, and A4 = {g7 , g8}.

1. (5 marksProve or disprove that the allocation is envy-free.

2. (5 marksProve or disprove that the allocation is envy-freeable.

3. (5 marks) Compute the corresponding envy-graph with the amount of envy on the edge weights.

4. (5 marks) Find the subsidy needed to be given to each agent in order to make the allocation envy-free or show that no such subsidy exists.



发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注