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    ajcm
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     American Journal of Computational Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2161-1203
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2161-1211
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/ajcm.2024.143017
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    ajcm-136229
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     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Nash Equilibrium of a Fixed-Sum Two-Player Game
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Yoshihiro
      </surname>
      <given-names>
       Tanaka
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
   </contrib-group> 
   <aff id="affnull">
    <addr-line>
     aFaculty of Economics, Hokkaido University, Sapporo, Japan
    </addr-line> 
   </aff> 
   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     22
    </day> 
    <month>
     07
    </month>
    <year>
     2024
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    14
   </volume> 
   <issue>
    03
   </issue>
   <fpage>
    346
   </fpage>
   <lpage>
    357
   </lpage>
   <history>
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      14,
     </day>
     <month>
      August
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      22,
     </day>
     <month>
      August
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      22,
     </day>
     <month>
      September
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    It is well established that Nash equilibrium exists within the framework of mixed strategies in strategic-form non-cooperative games. However, finding the Nash equilibrium generally belongs to the class of problems known as PPAD (Polynomial Parity Argument on Directed graphs), for which no polynomial-time solution methods are known, even for two-player games. This paper demonstrates that in fixed-sum two-player games (including zero-sum games), the Nash equilibrium forms a convex set, and has a unique expected payoff. Furthermore, these equilibria are Pareto optimal. Additionally, it is shown that the Nash equilibrium of fixed-sum two-player games can theoretically be found in polynomial time using the principal-dual interior point method, a solution method of linear programming.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Nash Equilibrium
    </kwd> 
    <kwd>
      Fixed-Sum Two-Player Game
    </kwd> 
    <kwd>
      Principal-Dual Interior Point Method
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>It has been well-established since Nash’s work <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-1">
     [1]
    </xref> that the Nash equilibrium exists in mixed strategies for strategic games. However, the computational complexity of finding Nash equilibria belongs to the class of PPAD (Polynomial Parity Argument for Directed graphs) complete <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-2">
     [2]
    </xref>, for which no polynomial-time solution method is known, particularly for general, non-zero-sum games.</p>
   <p>Bowling et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-3">
     [3]
    </xref> solved the Nash equilibrium for Poker—an incomplete information game and a repeated two-player zero-sum game—using an approximate computation method.</p>
   <p>Monderer and Shapley <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-4">
     [4]
    </xref> revealed that potential games consistently have Nash equilibria in pure strategies. Additionally, Moulin <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-5">
     [5]
    </xref> and Friedman <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-6">
     [6]
    </xref> examined the properties of Nash equilibrium in mixed strategies for non-zero-sum two-player games when the games are strictly competitive.</p>
   <p>It is well-known that a zero-sum two-player game can be formulated as a pair of linear programming problems. Although linear programming problems are generally solved efficiently using the Simplex method, which moves along the vertices of the feasible polyhedron, there are rare instances where problems cannot be solved in polynomial time. To address this, various interior-point methods, which traverse the interior of the feasible polyhedron, have been developed since the mid-1980s. Among these, the primal-dual interior-point method, proposed by Kojima et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-7">
     [7]
    </xref> and others, which simultaneously solves both the primal and dual problems, is considered a powerful approach.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>This study first indicates that for a fixed-sum two-player game, the Nash equilibrium can be efficiently solved in polynomial time using the principal-dual interior point method for linear programming. Furthermore, the study reveals that the Nash equilibrium forms a convex set in the mixed strategy for fixed-sum two-player games and that all Nash equilibria yield unique expected payoffs. Elementary computational experiments demonstrate the correctness of the methods presented.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Formulation</title>
   <p>The Nash equilibrium is defined as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> denotes a d-simplex), which satisfies</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>for the non-zero-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where A and B are the payoff matrices of the two players.</p>
   <p>Generally, the computational complexity of finding Nash equilibria belongs to a class of PPAD complete <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-2">
     [2]
    </xref>, for which no polynomial-time solution method is known, even in two-person games.</p>
   <p>The fixed-sum two-player game, including the zero-sum two-player games, can be formalized as a linear programming problem, which can be solved in polynomial time.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>We convert a fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where p is the sum of the payoffs of the two players, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, to a zero-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, by subtracting 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> from all the entries. Let x and y denote the mixed strategy of player 1 and player 2, respectively, and 1 be the vector 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Nash equilibrium is also referred to as “equilibrium,” particularly in the zero-sum two-player games.</p>
   <p>In a zero-sum game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, player 2’s maximin strategy is equivalent to their minimax strategy.</p>
   <p>The maximin strategy for player 1 is defined as</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            maximize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(2)</p>
   <p>where x represents a mixed strategy.</p>
   <p>The maximin strategy for player 2 is:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            maximize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where y represents a mixed strategy.</p>
   <p>Specifically,</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            minimize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(3)</p>
   <p>which is known as the minimax strategy.</p>
   <p>Therefore, the Nash equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is obtained by solving linear programming problems (2) and (3).</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Theorem 1. For a fixed-sum two-person game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, there exists a Nash equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which is the solution to the linear programming problems (2) and (3), and can be obtained in polynomial time in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. In this case, the payoffs of the two players are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. First, we show that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the solution of (2), and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the solution of (3), exist for the zero-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>(2) is similar to</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            minimize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
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          subject 
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          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
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           A 
         </mi> 
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           T 
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        </mi> 
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          + 
        </mo> 
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           </mi> 
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           ) 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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         </mtext> 
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        </mi> 
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        </mo> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
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           x 
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         </mi> 
        </msub> 
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        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
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          , 
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          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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          , 
        </mo> 
        <msub> 
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           ξ 
         </mi> 
         <mn>
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        </msub> 
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          ≥ 
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        </mn> 
       </mtd> 
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     </mtable> 
    </math>(4)</p>
   <p>The duality problem of (4) can be expressed as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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            y 
          </mi> 
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            , 
          </mo> 
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          to 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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          + 
        </mo> 
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            − 
          </mo> 
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             η 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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        </mo> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
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          − 
        </mo> 
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           n 
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           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
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          y 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(5)</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>(3) is also a dual problem of (2) by considering that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Note that (4) has a bounded optimal solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, from the strong duality theorem of linear programming, there exist bounded solutions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, i.e. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Noting that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>we have (1) is the same as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Thus, the Nash equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of the zero-sum two-player game also serves as a Nash equilibrium for the fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and can be obtained by solving the linear programming problem (2) and (3).</p>
   <p>The linear programming problem can be solved using polynomial time methods such as those discussed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-8">
     [8]
    </xref>, which validates this approach.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>In this case, the payoffs for the two players are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. □</p>
   <p>Note that it is not always the case that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in any zero-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, as is evident from the case that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Consider the following definition:</p>
   <p>Definition. A fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is assumed to be symmetric if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Example 1. Rock-Paper-Scissors</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Notably, in a symmetric fixed-sum two-player game, the condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> holds by definition.</p>
   <p>Competitions are typically symmetric zero-sum two-player games, such as Rock-Paper-Scissors, which represent a broad class of games.</p>
   <p>In symmetric fixed-sum two-player games, solving only one linear programming problem is sufficient to obtain a Nash equilibrium solution.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Theorem 2. A symmetric fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> contains the Nash equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> contains the solution to the linear programming problem (2). In this case, the payoffs of both players are 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Proof. In a symmetric fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the solution of (2) ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>), and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a solution of (3) ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>).Note that (2) is a solution of the fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then (2) and (3) are equivalent for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, since (2) and (3) are the same problem.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>In this case, the payoffs of the two players are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Now that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, the payoffs are 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. □</p>
   <p>Many efficient general-purpose libraries, such as Python’s PuLP, that implement polynomial-time methods for linear programming problems exist. These methods can effectively handle large scale problems with tens of thousands of strategies.</p>
   <p>The convexity of Nash equilibria in zero-sum two-player games was examined by Friedman <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-6">
     [6]
    </xref> in strictly competitive games where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>This study extends the analysis to a more general setting.</p>
   <p>Theorem 3. The Nash equilibrium of a finite-sum two-player game is a convex set of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and any solution of the Nash equilibrium determines the unique expected payoffs.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Proof. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of (2), which satisfies 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <msub> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a convex polyhedron in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. On the other hand, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msub> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>)-simplex).</p>
   <p>Their common part 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a bounded convex set in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Therefore, as the solution set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of (2) is the intersection of the convex set S and the support hyperplane 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, it is a convex set in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Thus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is also a convex set.</p>
   <p>Similarly, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is also a convex set for the solution set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of (3).</p>
   <p>Thus, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a convex set.</p>
   <p>As discussed in Theorem 1, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, the expected payoff of each is uniquely determined. □</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Example 2. Zero-sum two-player game</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
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          <mtd> 
           <mn>
             0 
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          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
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           </mn> 
           <mn>
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           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Example 3. Non-fixed-sum two-player game</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       <mo>
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       </mo> 
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          A 
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        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
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          <mtd> 
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               ( 
             </mo> 
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              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
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                , 
              </mo> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                3 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
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             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                0 
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              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
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       <mo>
         ( 
       </mo> 
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         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The solution is not a convex set and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, respectively.</p>
   <p>In a fixed-sum two-player game, as specified in Theorem 3, the Nash equilibrium solution forms a convex set; however, it may not be unique (e.g., when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>). However, in a zero-sum two-player game, by definition, any Nash equilibrium solution is Pareto optimal. Furthermore, Theorem 3 indicates that any solution has a unique expected payoff, making all Nash equilibria equally desirable.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Solving a Fixed-Sum Two-Player Game</title>
   <p>In non-symmetric general finite-sum two-player games, solving the Nash equilibrium requires addressing both problems (2) and (3). Therefore, we consider applying the primal-dual interior point method, which has been extended for use in linear programming, convex programming, and positive semi-definite programming.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>In the primal-dual interior point method (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-9">
     [9]
    </xref>), the primal linear programming problem is formulated as</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            minimize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(6)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, A: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> matrix, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The dual problem to (6) is</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            maximize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(7)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The duality gap is:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The optimal solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of (6) and (7) is obtained as the solution of the following equations:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The primal-dual interior point method considers the following system of equations</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.(9)</p>
   <p>If we consider the Newton method as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the search direction is obtained as a solution of</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,(10)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Subsequently, the iteration process is</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,(11)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> are step widths.</p>
   <p>The algorithm can be written as follows:</p>
   <p><u>Algorithm PD</u></p>
   <p>Input: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Iteration ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>)</p>
   <p>1. Set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and find the solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of (10).</p>
   <p>2. By (11), we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>3. If the convergence condition is satisfied, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        ← 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Stop.</p>
   <p>4. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ← 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Go to 1.</p>
   <p>Output: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Now let us consider its application to a fixed-sum two-player game.</p>
   <p>We introduce a slack variable to (4).</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            minimize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
              <mtext> 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mo>
               ⋮ 
             </mo> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(12)</p>
   <p>The dual problem to (12) is</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
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          <mtext>
            maximize 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
          subject 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          to 
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mn>
                 1 
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               <mi>
                 m 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
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              <msubsup> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
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               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
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            <mtd> 
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               0 
             </mn> 
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           <mtr> 
            <mtd> 
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                − 
              </mo> 
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               <mn>
                 1 
               </mn> 
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               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mtd> 
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               0 
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            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          z 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
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             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mo>
               ⋮ 
             </mo> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
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             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
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           <mtr> 
            <mtd> 
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               ⋮ 
             </mo> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
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           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(13)</p>
   <p>We denote</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             ⋮ 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             ⋮ 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             ⋮ 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (14)</p>
   <p>The necessary and sufficient conditions for the main problem (12) and the dual problem (13) to be optimal solutions are</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi mathvariant="script">
            X 
          </mi> 
          <mi mathvariant="script">
            z 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi mathvariant="script">
            A 
          </mi> 
          <mi mathvariant="script">
            x 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi mathvariant="script">
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mi mathvariant="script">
            y 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            z 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi mathvariant="script">
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi mathvariant="script">
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(15)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        x 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi mathvariant="script">
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Therefore, the primal-dual interior point method can be applied.</p>
   <p>We define L as a measure of the length of the input data <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-8">
     [8]
    </xref>, namely</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msub> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ⌈ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                log 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   a 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    i 
                  </mi> 
                  <mi>
                    j 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⌉ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msub> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ⌈ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                log 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   b 
                 </mi> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⌉ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <msub> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ⌈ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                log 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⌉ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ⌈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              log 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ⌉ 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ⌈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              log 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ⌉ 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(16)</p>
   <p>Theorem 4. The Nash equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of the fixed-sum two-player game can be obtained by solving (15) using the sequence tracking method of the primal-dual interior point method in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> iterations, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> is a measure of the length of the input data to (12).</p>
   <p>Proof. In the sequence tracking method of Mizuno <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-10">
     [10]
    </xref>, which is part of the primal-dual interior point method, it has been proved that the solutions of the primal linear programming problem (6) and the dual problem (7) can be obtained in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msqrt> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> iterations.</p>
   <p>For the Nash equilibrium, the solutions of (12) and (13) can be obtained in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> iterations, given that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mo>
        ← 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. □</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Considering that the computational effort of each iteration of the primal-dual interior point method primarily involves solving a simultaneous linear equation to determine the search direction, and given that this can be done in polynomial time, the Nash equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be obtained in polynomial time.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Computational Results</title>
   <p>The study performed elementary computational experiments on a fixed-sum two-player game 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. It solved the Nash equilibrium of the following example where A is not a skew-symmetric matrix.</p>
   <p>Example 4. A fixed-sum two-player game</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Note that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>: Example 2, where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The primal-dual interior point methods discussed in the previous section include the affine scaling method, path-following method, potential reduction method, and others.</p>
   <p>The primal-dual path following algorithm is used in this section for efficiency reasons (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-11">
     [11]
    </xref>), and is coded in Python and executed on a Windows PC.</p>
   <p>Consider the following system of equations:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              X 
            </mi> 
            <mi mathvariant="script">
              z 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              A 
            </mi> 
            <mi mathvariant="script">
              x 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
            <mi mathvariant="script">
              y 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              z 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(17)</p>
   <p>This system of equations with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> satisfies all constraints (15) except the sign of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       x 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       z 
     </mi> 
    </math>. Following Lustig et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-12">
     [12]
    </xref>, the study employs 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.01 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which was determined in an ad hoc manner, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is set to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi mathvariant="script">
        z 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as the minimization of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi mathvariant="script">
            X 
          </mi> 
          <mi mathvariant="script">
            z 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Newton Direction 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           y 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is obtained by solving</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi mathvariant="script">
               Z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi mathvariant="script">
               X 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi mathvariant="script">
             A 
           </mi> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi mathvariant="script">
               X 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              A 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               A 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,(18)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We denote the residuals for complementarity, linear constraints on the main problem, and linear constraints on the dual problem by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively.</p>
   <p>Then, the right-hand side of (18) can be expressed as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         X 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        A 
      </mi> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         y 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>This allows us to calculate the following in this order:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         y 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi mathvariant="script">
            A 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi mathvariant="script">
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msub> 
           <mi mathvariant="script">
             X 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mi mathvariant="script">
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          A 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi mathvariant="script">
             X 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         A 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         y 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>(19)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi mathvariant="script">
           X 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>A line search is performed using</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </munder> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </munder> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0.95 
        </mn> 
        <msubsup> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0.95 
        </mn> 
        <msubsup> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>so that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         z 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Subsequently, the iteration step is</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               x 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               y 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               z 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               x 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               y 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi mathvariant="script">
               z 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(20)</p>
   <p>The algorithm can be written as follows:</p>
   <p><u>Algorithm 1</u></p>
   <p>Input: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         y 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         z 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Iteration ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>)</p>
   <p>1. Set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Calculate the solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           y 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by (19).</p>
   <p>2. By (20), we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>3. If the convergence condition is satisfied, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        ← 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Stop.</p>
   <p>4. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ← 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Go to 1.</p>
   <p>Output: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           x 
         </mi> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           y 
         </mi> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi mathvariant="script">
           z 
         </mi> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The following is a summary of the results of the study.</p>
   <p>
    <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> summarizes the sequence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> generated by Algorithm 1 to solve the Nash equilibrium in Example 4.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>Table 1. Solution by the principal-dual interior point method.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="7.31%">k<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.43%">x<sub>1</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.45%">x<sub>2</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.45%">x<sub>3</sub><p style="text-align:center"></p><p style="text-align:left"></p><p style="text-align:left"></p><p style="text-align:left"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.45%">y<sub>1</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.45%">y<sub>2</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.45%">y<sub>3</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="7.31%">0<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="15.43%">1.0<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="15.45%">1.0<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="15.45%">1.0<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="15.45%">0.0<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="15.45%">0.0<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="15.45%">0.0<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">1<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.6623576<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6623576<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.1415717<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">−0.1125475<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.7458808<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3166667<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">2<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.4368808<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.5696124<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0509516<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">−0.0040950<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.7077344<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.2938607<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">3<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3520076<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6394974<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0180646<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0008768<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6956012<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3024998<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">4<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3330301<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6650078<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0030526<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0002386<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6716897<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3278449<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">5<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3332779<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6665529<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0002351<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0000310<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6669522<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3329941<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">6<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3333300<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666585<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.0000153<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">2.89E−6<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666822<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3333133<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">7<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3333332<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666661<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">9.39E−7<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">2.30E−7<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666675<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3333322<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">8<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3333333<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666666<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">5.54E−8<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">1.64E−8<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666671<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3333333<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="7.31%">9<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.43%">0.3333333<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666667<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">3.20E−9<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">1.09E−9<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.6666667<p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="15.45%">0.3333333<p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
   </table>
   <p>
    <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> presents the change in the dual gap at each iteration of the obtained sequence on a semi-logarithmic graph.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Duality gap for Example 4.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1101109-rId385.jpeg?20240925023248" />
   </fig>
   <p>During the initial iterations for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, although there is some influence from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       σ 
     </mi> 
    </math>, the logarithm of the duality gap gradually decreases with each iteration, albeit at a slow pace.</p>
   <p>For 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        dual gap 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         x 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi mathvariant="script">
         y 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1.2 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (C: constant)</p>
   <p>relationship; hence, the sequence converges to the solution swiftly.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusions</title>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136229-"></xref>The study confirms that the Nash equilibrium of the fixed-sum two-player game forms a convex set. Additionally, all solutions within this set yield the unique expected payoffs.</p>
   <p>The Nash equilibrium solution to the fixed-sum two-player game can be efficiently solved by using the primal-dual interior point method. This method solves the linear programming problems involved in polynomial time regarding the number of strategies, m and n.</p>
   <p>In elementary computational experiments, the Nash equilibrium of the fixed-sum two-player game is efficiently determined using the primal-dual path following algorithm, a technique within the primal-dual interior point method.</p>
  </sec>
 </body><back>
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