<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xml:lang="en" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Games</journal-id>
<journal-title>Games</journal-title>
<issn pub-type="epub">2073-4336</issn>
<publisher>
<publisher-name>Molecular Diversity Preservation International (MDPI)</publisher-name></publisher></journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3390/g2030235</article-id>
<article-id pub-id-type="publisher-id">games-02-00235</article-id>
<article-categories>
<subj-group>
<subject>Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>The Existence of Perfect Equilibrium in Discontinuous Games</article-title></title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Carbonell-Nicolau</surname><given-names>Oriol</given-names></name></contrib>
<aff id="af1-games-02-00235">Department of Economics, Rutgers University, 75 Hamilton Street, New Brunswick, NJ 08901, USA; E-Mail: <email>carbonell@econ.rutgers.edu</email>; Tel.: +1-732-932-7363; Fax: +1-732-932-7416</aff></contrib-group>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2011</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub">
<day>15</day>
<month>07</month>
<year>2011</year></pub-date>
<volume>2</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>235</fpage>
<lpage>256</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>18</day>
<month>02</month>
<year>2011</year></date>
<date date-type="rev-recd">
<day>27</day>
<month>04</month>
<year>2011</year></date>
<date date-type="accepted">
<day>27</day>
<month>06</month>
<year>2011</year></date></history>
<permissions>
<copyright-statement>© 2011 by the author; licensee MDPI, Switzerland.</copyright-statement>
<copyright-year>2011</copyright-year>
<license>
<p>This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/).</p></license></permissions>
<abstract>
<p>We prove the existence of a trembling-hand perfect equilibrium within a class of compact, metric, and possibly discontinuous games. Our conditions for existence are easily verified in a variety of economic games.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>trembling-hand perfect equilibrium</kwd>
<kwd>discontinuous game</kwd>
<kwd>infinite normal-form game</kwd>
<kwd>payoff security</kwd></kwd-group></article-meta></front>
<body>
<sec sec-type="intro">
<label>1.</label>
<title>Introduction</title>
<p>A Nash equilibrium is trembling-hand perfect if it is robust to the players’ choice of unintended strategies through slight trembles. That is, in a world where agents make slight mistakes, trembling-hand perfection requires that there exist at least one perturbed model of low-probability errors with an equilibrium that is close to the original equilibrium, which is then thought of as an approximate description of “slightly constrained” rational behavior, or what could be observed if the players were to interact within the perturbed game. In this regard, a Nash equilibrium that is not trembling-hand perfect cannot be a good prediction of equilibrium behavior under <italic>any</italic> “conceivable” theory of (improbable, but not impossible) imperfect choice.</p>
<p>Ever since it was coined by Selten [<xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>], trembling-hand perfection has been a popular solution concept. However, the fact that Selten's treatment is valid only for finite games poses a problem, since many strategic settings are most naturally modeled as games with a continuum of actions (e.g., models of price and spatial competition (Bertrand [<xref ref-type="bibr" rid="b2-games-02-00235">2</xref>], Hotelling [<xref ref-type="bibr" rid="b3-games-02-00235">3</xref>]), auctions (Milgrom and Weber [<xref ref-type="bibr" rid="b4-games-02-00235">4</xref>]), and patent races (Fudenberg <italic>et al.</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="b5-games-02-00235">5</xref>])).</p>
<p>There have been attempts to use the notion of trembling-hand perfection in infinite economic games to rule out undesirable equilibria (examples include provision of public goods (Bagnoli and Lipman [<xref ref-type="bibr" rid="b6-games-02-00235">6</xref>]), credit markets with adverse selection (Broecker [<xref ref-type="bibr" rid="b7-games-02-00235">7</xref>]), budget-constrained sequential auctions (Pitchik and Schotter [<xref ref-type="bibr" rid="b8-games-02-00235">8</xref>]), and principal-agent problems (Allen [<xref ref-type="bibr" rid="b9-games-02-00235">9</xref>])).<xref ref-type="fn" rid="fn1-games-02-00235"><sup>1</sup></xref> However, absent a theory of trembling-hand perfection for infinite games (and given that a well-accepted formulation for finite games has long been available), there has been a general tendency to study limits of sequences of trembling-hand perfect equilibria in discretized, successively larger versions of the original (infinite) game at hand (e.g., Bagnoli and Lipman [<xref ref-type="bibr" rid="b6-games-02-00235">6</xref>], Broecker [<xref ref-type="bibr" rid="b7-games-02-00235">7</xref>]).<xref ref-type="fn" rid="fn2-games-02-00235"><sup>2</sup></xref> While this is a legitimate approach to trembling-hand perfection in infinite games, Simon and Stinchcombe [<xref ref-type="bibr" rid="b10-games-02-00235">10</xref>] have shown that similar <italic>limit-of-finite</italic> approaches have limitations as general solution concepts even in continuous games. Moreover, since there are alternative formulations of trembling-hand perfection for infinite games, confining attention to a <italic>limit-of-finite</italic> approach, without any comparison with other concepts, seems unsatisfactory.</p>
<p>For continuous games, Simon and Sinchcombe [<xref ref-type="bibr" rid="b10-games-02-00235">10</xref>] offer several notions of trembling-hand perfection and compare their properties. However, infinite economic games often exhibit discontinuities in their payoffs, and a treatment for this kind of games is not available. For instance, most of the above references feature discontinuous games. In the presence of discontinuities, existence of trembling-hand perfect equilibria is not guaranteed by standard arguments. By adapting arguments from Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>], this paper addresses the issue of existence for an infinite-game extension of Selten's [<xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>] original notion of trembling-hand perfection. This extension corresponds to Simon and Stinchcombe's [<xref ref-type="bibr" rid="b10-games-02-00235">10</xref>] strong approach when the universe of games is restricted by continuity of the players’ payoffs. Building on the existence results obtained here, a companion paper, Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b12-games-02-00235">12</xref>], compares the properties of various notions of trembling-hand perfection within families of discontinuous games, and states the analogue of the standard characterization of trembling-hand perfection for finite games (e.g., van Damme [<xref ref-type="bibr" rid="b13-games-02-00235">13</xref>], p. 28), in terms of the strong approach and other formulations. This characterization is restated in Section 2.</p>
<p>We first illustrate that the existence of trembling-hand perfect equilibria depends crucially on the existence of Nash equilibria in Selten perturbations. Selten perturbations are perturbed games in which the players choose any strategy in their action space with positive probability. The strategy spaces in Selten perturbations of infinite, discontinuous games exhibit peculiarities that prevent a straightforward application of the results available in the literature on the existence of Nash equilibria. In fact, in Section 2 we show that Selten perturbations need not inherit Reny's [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>] <italic>better-reply</italic> security from the original game. Even the available strengthenings of better-reply security—<italic>payoff security</italic> or <italic>uniform payoff security</italic>, along with upper semicontinuity of the sum of payoffs—do not generally give better-reply security (or some of its generalizations) in Selten perturbations. Thus, one must either rely on an <italic>appropriate</italic> generalization of the main existence theorem of Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>] or impose a suitable strengthening of better-reply security. We seek conditions on the payoffs of a game that prove useful in applications and imply better-reply security—and hence the existence of Nash equilibria—in Selten perturbations. Ideally, to avoid dealing with expected payoffs (defined on mixed strategies) and the weak convergence of measures, one would like to have conditions that can be verified using the payoffs of the <italic>original</italic> game, rather than its mixed extension.</p>
<p>Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>] introduces a condition—termed Condition (A)—that is used to prove the existence of a pure-strategy trembling-hand perfect equilibrium. This condition is used here to establish the existence of a mixed-strategy trembling-hand perfect equilibrium. While the current paper adapts arguments from [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>], the results obtained here are not implied by those of [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]. We shall provide a detailed comparison with the results in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>] in Section 2.</p>
<p>Roughly speaking, Condition (A) is satisfied when there exists, for each player <italic>i</italic>, a measurable map <italic>f</italic> : <italic>X<sub>i</sub></italic> → <italic>X<sub>i</sub></italic>, where <italic>X<sub>i</sub></italic> represents player <italic>i</italic>'s action space, with the following two properties: (1) for each pure strategy <italic>x<sub>i</sub></italic> of player <italic>i</italic>, there is an alternative pure strategy <italic>f</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>) such that given any pure action profile <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of the other players, the action <italic>f</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>) almost guarantees the payoff player <italic>i</italic> receives at (<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>), even if the other players slightly deviate from <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>; and (2) given any pure action profile <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of the other players, there is a subset of generic elements of <italic>X<sub>i</sub></italic> (which may depend upon <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>) such that given any generic pure strategy <italic>x<sub>i</sub></italic> of player <italic>i</italic>, the action profile (<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>z</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>), where <italic>z</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> is a slight deviation from <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>, almost guarantees the payoff player <italic>i</italic> receives at (<italic>f</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>), <italic>z</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>).</p>
<p>We show that this condition gives payoff security of certain Selten perturbations (Lemma 2). We then combine this finding with known results to establish the existence of a trembling-hand perfect equilibrium in discontinuous games (Theorem 2). In addition, we derive (as in Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]) corollaries of these results in terms of two independent conditions—<italic>generic entire payoff security</italic> and <italic>generic local equi-upper semicontinuity</italic>—that imply the existence of a map <italic>f</italic> with the above properties. In applications, verifying the two independent conditions can prove easier than checking Condition (A), for Condition (A) typically requires constructing a measurable map and verifying two conditions that depend on one another (via the said measurable map)<xref ref-type="fn" rid="fn3-games-02-00235"><sup>3</sup></xref> The alternative hypothesis does not explicitly require the measurability of the map <italic>f</italic>, and proves easy to verify in applications.</p>
<p>The hypotheses of the main existence theorems are satisfied in many economic games and are often rather simple to verify. This is exemplified in Section 3.</p></sec>
<sec>
<label>2.</label>
<title>Perturbed Games and Perfect Equilibria</title>
<p>A <italic><bold>metric game</bold></italic> is a collection 
<inline-formula>
<mml:math id="mm1" display="inline">
<mml:semantics id="sm1">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, where <italic>N</italic> is a finite number of players, each <italic>X<sub>i</sub></italic> is a nonempty metric space, and each <italic>u<sub>i</sub></italic> : <italic>X</italic> → ℝ is bounded and Borel measurable with domain 
<inline-formula>
<mml:math id="mm2" display="inline">
<mml:semantics id="sm2">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>. If in addition each <italic>X<sub>i</sub></italic> is compact, <italic>G</italic> is called a <italic><bold>compact metric game</bold></italic>.</p>
<p>In the sequel, by <italic>X</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> we mean the set ×<italic><sub>j</sub></italic><sub>≠</sub><italic><sub>i</sub></italic><italic>X<sub>j</sub></italic>, and, given, <italic>i</italic>, <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>, and
<disp-formula id="FD1">
<mml:math id="mm3" display="block">
<mml:semantics id="sm3">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> we slightly abuse notation and represent the point (<italic>x</italic><sub>1</sub>, …, <italic>x<sub>N</sub></italic>) as (<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>x<sub>−</sub><sub>i</sub></italic>).</p>
<p>The <italic><bold>mixed extension</bold></italic> of <italic>G</italic> is the game
<disp-formula id="FD2">
<mml:math id="mm4" display="block">
<mml:semantics id="sm4">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where each <italic>M<sub>i</sub></italic> represents the set of Borel probability measures on <italic>X<sub>i</sub></italic>, endowed with the weak* topology, and <italic>U<sub>i</sub></italic>:<italic>M</italic> → ℝ is defined by 
<disp-formula id="FD3">
<mml:math id="mm5" display="block">
<mml:semantics id="sm5">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where 
<inline-formula>
<mml:math id="mm6" display="inline">
<mml:semantics id="sm6">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Henceforth, the set ×<italic><sub>j</sub></italic><sub>≠</sub><italic><sub>i</sub>M<sub>j</sub></italic> is denoted as <italic>M<sub>−i</sub></italic>, and given <italic>i</italic>, <italic>μ<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>M<sub>i</sub></italic>, and
<disp-formula id="FD4">
<mml:math id="mm7" display="block">
<mml:semantics id="sm7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> we sometimes represent the point (<italic>μ</italic><sub>1</sub>, …,<italic>μ<sub>N</sub></italic>) as (<italic>μ<sub>i</sub></italic>, <italic>μ<sub>−</sub><sub>i</sub></italic>).</p>
<p>Given <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>, let <italic>δ<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> be the Dirac measure on <italic>X<sub>i</sub></italic> with support {<italic>x<sub>i</sub></italic>}. We sometimes write, by a slight abuse of notation, <italic>x<sub>i</sub></italic> in place of <italic>δ<sub>x<sub>i</sub></sub></italic>. For <italic>δ</italic> ∈ [0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>] and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm8" display="inline">
<mml:semantics id="sm8">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>
<disp-formula id="FD5">
<mml:math id="mm9" display="block">
<mml:semantics id="sm9">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> denotes the member <italic>σ<sub>i</sub></italic> of <italic>M<sub>i</sub></italic> for which <italic>σ<sub>i</sub></italic>(<italic>B</italic>) = (1 − <italic>δ</italic>)<italic>ν<sub>i</sub></italic>(<italic>B</italic>) + <italic>δμ<sub>i</sub></italic>(<italic>B</italic>) for every Borel set <italic>B</italic>. When <italic>ν<sub>i</sub></italic> = <italic>δ<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> for some <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>, we sometimes write (1 − <italic>δ</italic>)<italic>x<sub>i</sub></italic> + <italic>δμ<sub>i</sub></italic> for (1 − <italic>δ</italic>)<italic>ν<sub>i</sub></italic> + <italic>δμ<sub>i</sub></italic>. Similarly, given (<italic>ν</italic>, <italic>μ</italic>) ∈ <italic>M</italic><xref ref-type="fn" rid="fn2-games-02-00235"><sup>2</sup></xref>
<disp-formula id="FD6">
<mml:math id="mm10" display="block">
<mml:semantics id="sm10">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> denotes the point
<disp-formula id="FD7">
<mml:math id="mm11" display="block">
<mml:semantics id="sm11">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where <italic>ν</italic> = (<italic>ν</italic><sub>1</sub>,…, <italic>ν<sub>N</sub></italic>) and <italic>μ</italic> = (<italic>μ</italic><sub>1</sub>,…, <italic>μ<sub>N</sub></italic>).</p>
<p>A number of definitions of trembling-hand perfection for infinite normal-form games have been proposed (<italic>cf.</italic> Simon and Stinchcombe [<xref ref-type="bibr" rid="b10-games-02-00235">10</xref>], Al-Najjar [<xref ref-type="bibr" rid="b15-games-02-00235">15</xref>]). For continuous games, the refinement specification considered here is equivalent to the strong approach in [<xref ref-type="bibr" rid="b10-games-02-00235">10</xref>] and to the formulation in [<xref ref-type="bibr" rid="b15-games-02-00235">15</xref>]. In this paper, we focus on the issue of existence. In passing, we also illustrate certain limitations of what appears to be a natural approach to the question of existence of trembling-hand perfect equilibria in discontinuous games. This is done more transparently if we frame our discussion in terms of just one notion of trembling-hand perfection. A companion paper, Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b12-games-02-00235">12</xref>], compares the various notions of trembling-hand perfection and studies their properties, and contains the analogue of the standard three-way characterization of trembling-hand perfection for finite games (e.g., van Damme [<xref ref-type="bibr" rid="b13-games-02-00235">13</xref>], p. 28), which will be stated here after several definitions.</p>
<p>Before presenting the formal definition of trembling-hand perfection, we need some terminology.</p>
<p>A Borel probability measure <italic>μ<sub>i</sub></italic> on <italic>X<sub>i</sub></italic> is said to be <italic><bold>strictly positive</bold></italic> if <italic>μ<sub>i</sub></italic>(<italic>O</italic>) &gt; 0 for every nonempty open set <italic>O</italic> in <italic>X<sub>i</sub></italic>.</p>
<p>For each <italic>i</italic>, let 
<inline-formula>
<mml:math id="mm12" display="inline">
<mml:semantics id="sm12">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> stand for the set of all strictly positive members of <italic>M<sub>i</sub></italic>. Set 
<inline-formula>
<mml:math id="mm13" display="inline">
<mml:semantics id="sm13">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mtext>x</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>. For <italic>ν<sub>i</sub></italic> ∈ 
<inline-formula>
<mml:math id="mm14" display="inline">
<mml:semantics id="sm14">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and <italic>δ</italic> = (<italic>δ</italic><sub>1</sub>,…, <italic>δ<sub>N</sub></italic>) ∈ [0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>]<italic><sup>N</sup></italic>, define
<disp-formula id="FD8">
<mml:math id="mm15" display="block">
<mml:semantics id="sm15">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm16" display="inline">
<mml:semantics id="sm16">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mtext>x</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>. Given <italic>δ</italic> = (<italic>δ</italic><sub>1</sub>,…, <italic>δ<sub>N</sub></italic>) ∈ [0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>]<italic><sup>N</sup></italic> and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm17" display="inline">
<mml:semantics id="sm17">
<mml:mrow>
<mml:mi>ν</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>(</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>ν</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>ν</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, the game 
<disp-formula id="FD9">
<mml:math id="mm18" display="block">
<mml:semantics id="sm18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> is called a <italic><bold>Selten perturbation</bold></italic> of <italic>G</italic>. We often work with perturbations 
<inline-formula>
<mml:math id="mm19" display="inline">
<mml:semantics id="sm19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> satisfying <italic>δ</italic><sub>1</sub> = … = <italic>δ</italic><sub>N</sub></p>
<p>When referring to these objects, we simply write 
<inline-formula>
<mml:math id="mm20" display="inline">
<mml:semantics id="sm20">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> with <italic>δ</italic> = <italic>δ</italic><sub>1</sub> = … = <italic>δ<sub>N</sub></italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Definition 1</title>
<p>A strategy profile <italic>x</italic> = (<italic>x</italic><sub>1</sub>,…, <italic>x<sub>N</sub></italic>) ∈ <italic>X</italic> is a <italic><bold>Nash equilibrium</bold></italic> of <italic>G</italic> if for each <italic>i</italic>, <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x</italic>) ≥ <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub></italic>, <italic>x</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) for every <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>.</p>
<p>Given a game 
<inline-formula>
<mml:math id="mm21" display="inline">
<mml:semantics id="sm21">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, a Nash equilibrium of the mixed extension <italic>G̅</italic> is called a <italic><bold>mixed</bold></italic>-<italic><bold>strategy Nash equilibrium</bold></italic> of <italic>G</italic>. By a slight abuse of terminology, we sometimes refer to a mixed-strategy Nash equilibrium of <italic>G</italic> simply as a Nash equilibrium of <italic>G</italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Definition 2</title>
<p>A strategy profile <italic>μ</italic> ∈ <italic>M</italic> is a <bold><italic>trembling-hand perfect (thp) equilibrium</italic></bold> of <italic>G</italic> if there are sequences (<italic>δ<sup>n</sup></italic>), (<italic>ν<sup>n</sup></italic>), and (<italic>μ</italic><italic><sup>n</sup></italic>) with (0, 1)<italic><sup>N</sup></italic> ∋ <italic>δ<sup>n</sup></italic> → 0, 
<inline-formula>
<mml:math id="mm22" display="inline">
<mml:semantics id="sm22">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>ν</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and <italic>μ<sup>n</sup></italic> → <italic>μ</italic>, where each <italic>μ<sup>n</sup></italic> is a Nash equilibrium of the perturbed game 
<inline-formula>
<mml:math id="mm23" display="inline">
<mml:semantics id="sm23">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo></mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>In words, <italic>μ</italic> is a <italic>thp</italic> equilibrium of <italic>G</italic> if it is the limit of some sequence of exact equilibria of neighboring Selten perturbations of <italic>G</italic>. Intuitively, Selten perturbations of <italic>G</italic> may be interpreted as “models of mistakes”, <italic>i.e.</italic>, formal descriptions of strategic interactions where any player may “tremble” and play any one of her actions. The requirement that <italic>μ</italic> be the limit of some sequence of equilibria of perturbations of <italic>G</italic> says that there exists at least one model of (low-probability) mistakes that has at least one equilibrium close to <italic>μ</italic>, so that <italic>μ</italic> is an approximate description of what the players would do (at the said equilibrium) were they to interact in the perturbed game.</p></sec>
<sec>
<title>Remark 1</title>
<p>Note that, in Definition 2, we do not require that <italic>μ</italic> be a Nash equilibrium of <italic>G</italic>. It is well-known that, for continuous games, the fact that a strategy profile <italic>μ</italic> is the limit of some sequence of equilibria of Selten perturbations of <italic>G</italic> guarantees that <italic>μ</italic> is a Nash equilibrium of <italic>G</italic>. While we do not impose continuity of payoff functions, we shall show that our conditions also ensure that the limit point is an equilibrium.<xref ref-type="fn" rid="fn4-games-02-00235"><sup>4</sup></xref></p>
<p>For <italic>μ</italic> ∈ <italic>M</italic>, let <italic>Br<sub>i</sub></italic>(<italic>μ</italic>) denote player <italic>i</italic>'s set of best responses in <italic>M<sub>i</sub></italic> to the vector of strategies <italic>μ</italic>: 
<disp-formula id="FD10">
<mml:math id="mm24" display="block">
<mml:semantics id="sm24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">Br</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sup</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>Consider the following distance function between members of <italic>M<sub>i</sub></italic>: 
<disp-formula id="FD11">
<mml:math id="mm25" display="block">
<mml:semantics id="sm25">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sup</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi></mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></sec>
<sec>
<title>Definition 3</title>
<p>(Simon and Stinchcombe [<xref ref-type="bibr" rid="b10-games-02-00235">10</xref>]). Given <italic>∊</italic> &gt; 0, a <italic><bold>strong</bold></italic> <italic>∊</italic><italic><bold>-perfect equilibrium</bold></italic> of <italic>G</italic> is a vector 
<inline-formula>
<mml:math id="mm26" display="inline">
<mml:semantics id="sm26">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>∊</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that for each <italic>i</italic> 
<disp-formula id="FD12">
<mml:math id="mm27" display="block">
<mml:semantics id="sm27">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ρ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∊</mml:mo></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Br</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>∊</mml:mo></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mo>∊</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> A strategy profile in <italic>G</italic> is a <bold><italic>strong perfect equilibrium</italic></bold> of <italic>G</italic> if it is the weak* limit as <italic>∊<sup>n</sup></italic> → 0 of strong <italic>∊<sup>n</sup></italic> -perfect equilibria.</p>
<p>The following result is taken from Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b12-games-02-00235">12</xref>] and establishes the relationship between trembling-hand perfection and strong perfection in the presence of payoff discontinuities. The equivalence of (1)-(3) is analogous to the standard characterization of trembling-hand perfect equilibria for finite games (e.g., van Damme [<xref ref-type="bibr" rid="b13-games-02-00235">13</xref>], p. 28).</p></sec>
<sec>
<title>Theorem 1</title>
<p>For a metric game, the following three conditions are equivalent.
<list list-type="order">
<list-item>
<p><italic>μ is a trembling-hand perfect equilibrium ofG</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p><italic>μ is a strong perfect equilibrium of G</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p><italic>μ is the limit of a sequence</italic> (<italic>μ<sup>n</sup></italic>) <italic>in</italic> 
<inline-formula>
<mml:math id="mm28" display="inline">
<mml:semantics id="sm28">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> with the property that for each i and every <italic>∊</italic> &gt; 0 
<disp-formula id="FD13">
<mml:math id="mm29" display="block">
<mml:semantics id="sm29">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sup</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo>∊</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> <italic>for any sufficient large n</italic>.</p></list-item></list></p>
<p>The following example illustrates that the set of <italic>thp</italic> equilibria of an infinite game may well be a strict refinement of the set of Nash equilibria.</p></sec>
<sec>
<title>Example 1</title>
<p>Consider the two-player game <italic>G</italic> = ([0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>], [0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>], <italic>u</italic><sub>1</sub>,<italic>u</italic><sub>2</sub>), where <italic>u</italic><sub>1</sub> and <italic>u</italic><sub>2</sub> are defined by <italic>u</italic><sub>1</sub>(<italic>x</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>):= <italic>x</italic><sub>1</sub>(1 – 2<italic>x</italic><sub>2</sub>) and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm30" display="inline">
<mml:semantics id="sm30">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>It is easily seen that the strategy profile (0,1) is a Nash equilibrium of <italic>G</italic>. Note however that
<disp-formula id="FD14">
<mml:math id="mm31" display="block">
<mml:semantics id="sm31">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for all</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>and that the inequality is strict if <italic>x</italic><sub>1</sub> &gt; 0. Therefore, player 2's best response to any tremble of player 1 in any Selten perturbation of <italic>G</italic> cannot be the action 1. Thus, the equilibrium (0, 1) is not <italic>thp</italic>.</p>
<p>The <italic>graph</italic> of <italic>G</italic> is the set
<disp-formula id="FD15">
<mml:math id="mm32" display="block">
<mml:semantics id="sm32">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>Γ</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>ℝ</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for each</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>The graph of the mixed extension <italic>G̅</italic>, Γ<italic><sub>G̅</sub></italic>, is defined analogously. The closures of Γ<sub>G̅</sub> and Γ<sub>G̅</sub> are denoted by Γ<sub>G̅</sub> and Γ̅<sub>G̅</sub> respectively.</p>
<p>Given {<italic>A</italic>, <italic>B</italic>} ⊆ ℝ ∋ <italic>ε</italic>, we write 
<disp-formula id="FD16">
<mml:math id="mm33" display="block">
<mml:semantics id="sm33">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3em"/>
<mml:mtext>and</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.3em"/>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> if <italic>a</italic> &gt; <italic>ε</italic>, for all <italic>a</italic> ∈ <italic>A</italic>, and <italic>a</italic> &gt; <italic>b</italic> − <italic>ε</italic>, for all (<italic>a</italic>, <italic>b</italic>) ∈ <italic>A</italic> x <italic>B</italic>, respectively. The definitions of <italic>A</italic> ≥ <italic>ε</italic> and <italic>A</italic> ≥ <italic>B</italic> − <italic>ε</italic> are analogous.</p>
<p>The following definition is taken from Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>].</p></sec>
<sec>
<title>Definition 4</title>
<p>The game <italic>G</italic> is <italic><bold>better-reply secure</bold></italic> if for every (<italic>x</italic>, <italic>α</italic>) ∈ Γ̅<italic><sub>G</sub></italic> such that <italic>x</italic> is not a Nash equilibrium of <italic>G</italic>, there exist <italic>i</italic>, <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>, a neighborhood <italic>O<sub>x−</sub><sub>i</sub></italic> of <italic>x<sub>−</sub><sub>i</sub></italic>, and <italic>β</italic> ∈ ℝ such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub></italic>, <italic>O<sub>x</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) ≥ <italic>β</italic> &gt; <italic>α<sub>i</sub></italic>.</p>
<p>The following proposition is analogous to Proposition 1 in Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]<xref ref-type="fn" rid="fn5-games-02-00235"><sup>5</sup></xref> It suggests that the existence of Nash equilibria surviving trembling-hand perfection depends crucially on the existence of Nash equilibria in Selten perturbations of <italic>G</italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Proposition 1</title>
<p>Suppose that <italic>G</italic> is a compact, metric game. If <italic>G̅</italic> is better-reply secure and there exists (<italic>α</italic>, <italic>μ</italic>) ∈ (0, 1) × 
<inline-formula>
<mml:math id="mm34" display="inline">
<mml:semantics id="sm34">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> has a Nash equilibrium for every δ ∈(0, <italic>α</italic>], then <italic>G</italic> possesses a trembling-hand perfect equilibrium, and all trembling-hand perfect equilibria of <italic>G</italic> are Nash.</p>
<p><italic>Proof.</italic> Let (<italic>α</italic>, <italic>μ</italic>) be as in the statement of the proposition. Then, for large <italic>n</italic>, each <italic>G̅<sub>n<sup>−1</sup></sub><sub>μ</sub></italic> possesses a Nash equilibrium <italic>ϱ<sup>n</sup></italic>. Because <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> ∈ <italic>M</italic> and <italic>M</italic> is sequentially compact, we may write (passing to a subsequence if necessary) <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> → <italic>ϱ</italic> for some <italic>ϱ</italic> ∈ <italic>M</italic>. Therefore, <italic>ϱ</italic> is a <italic>thp</italic> equilibrium of <italic>G</italic>.</p>
<p>To see that all <italic>thp</italic> equilibria of <italic>G</italic> are Nash, suppose that <italic>ϱ</italic> is a <italic>thp</italic> equilibrium of <italic>G</italic>, and let <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> be the corresponding sequence of equilibria in Selten perturbations, <italic>i.e.</italic>, each <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> is a Nash equilibrium of <italic>Ḡ<sub>δ<sup>n</sup>μ<sup>n</sup></sub></italic>, where <italic>δ<sup>n</sup></italic> → 0, 
<inline-formula>
<mml:math id="mm35" display="inline">
<mml:semantics id="sm35">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, and <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> → <italic>ϱ</italic>. We wish to show that <italic>ϱ</italic> is a (mixed-strategy) Nash equilibrium of <italic>G</italic>. To this end, we assume that <italic>ϱ</italic> is not an equilibrium and derive a contradiction.</p>
<p>Because <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> → <italic>ϱ</italic> and each <italic>u<sub>i</sub></italic> is bounded, we may write (passing to a subsequence if necessary) 
<disp-formula id="FD17">
<label>(1)</label>
<mml:math id="mm36" display="block">
<mml:semantics id="sm36">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> for some <italic>α</italic> : = (<italic>α<sub>1</sub></italic>,…, <italic>α<sub>n</sub></italic>) ∈ ℝ<italic><sup>N</sup></italic>. Consequently, (<italic>ϱ</italic>, <italic>α</italic>) Γ̅<sub>G̅</sub> so if <italic>ϱ</italic> is not a Nash equilibrium of <italic>G</italic>, then, since <italic>G̅</italic> is better-reply secure, some player <italic>i</italic> can secure a payoff strictly above <italic>α<sub>i</sub></italic> at <italic>ϱ</italic>. That is, for some <italic>σ<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>M<sub>i</sub></italic>, some neighborhood <italic>O<sub>ϱ −i</sub></italic> of <italic>ϱ</italic> <italic><sub>−i</sub></italic>, and some <italic>γ</italic> &gt; 0 
<disp-formula id="FD18">
<mml:math id="mm37" display="block">
<mml:semantics id="sm37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>γ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for all</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>ϱ</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>We therefore have, in view of (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD17">1</xref>)
<disp-formula id="FD19">
<mml:math id="mm38" display="block">
<mml:semantics id="sm38">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>for any sufficiently large <italic>n</italic> and some <italic>β</italic> &gt; 0. Consequently, because <italic>δ<sup>n</sup></italic> → 0, for large enough <italic>n</italic> we have
<disp-formula id="FD20">
<mml:math id="mm39" display="block">
<mml:semantics id="sm39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> thereby contradicting that <italic>ϱ<sup>n</sup></italic> is a Nash equilibrium in <italic>G̅<sub>δ<sup>n</sup></sub> <sub>μ<sup>n</sup></sub></italic></p>
<p>In light of Proposition 1, it is only natural to ask whether the machinery developed within the literature on the existence of Nash equilibria in discontinuous games can be employed to show that Selten perturbations of <italic>G</italic> possess Nash equilibria. Reny ([<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>], Theorem 3.1) proves that a compact, metric, quasiconcave, and better-reply secure game possesses a Nash equilibrium.<xref ref-type="fn" rid="fn6-games-02-00235"><sup>6</sup></xref> If <italic>G</italic> is a compact, metric game, then, for 
<inline-formula>
<mml:math id="mm40" display="inline">
<mml:semantics id="sm40">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>μ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is a compact, metric game.<xref ref-type="fn" rid="fn7-games-02-00235"><sup>7</sup></xref> In addition, <italic>Ḡ<sub>δμ</sub></italic> is easily seen to be quasiconcave. Consequently, a Selten perturbation <italic>Ḡ<sub>δμ</sub></italic> possesses a Nash equilibrium if it is better-reply secure. This observation, together with Proposition 1, gives the following lemma.</p></sec>
<sec>
<title>Lemma 1</title>
<p>If <italic>G</italic> is a compact, metric game and there exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm41" display="inline">
<mml:semantics id="sm41">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>μ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is better-reply secure for every <italic>δ</italic> ∈ [0, <italic>α</italic>], then <italic>G</italic> possesses a trembling-hand perfect equilibrium, and all trembling-hand perfect equilibria of <italic>G</italic> are Nash.</p>
<p>In general, verifying the existence of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm42" display="inline">
<mml:semantics id="sm42">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>μ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is better-reply secure for every <italic>δ</italic> ∈ [0, <italic>α</italic>] is cumbersome, for it entails dealing with expected payoffs, defined on mixed strategies, and the weak* convergence of measures. Consequently, rather than imposing better-reply security directly on <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic>, one would like to have conditions on the payoffs of the <italic>original</italic> game <italic>G</italic> that (1) prove useful in applications and (2) imply better-reply security in perturbations of <italic>G</italic>.</p>
<p>Unfortunately, <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> need not inherit better-reply security from <italic>G</italic>, and even standard strengthenings of better-reply security—<italic>payoff security</italic> or <italic>uniform payoff security</italic> (to be defined below), along with upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm43" display="inline">
<mml:semantics id="sm43">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>—do not generally give the desired property in <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic>.</p>
<p>The following definition is taken from Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>].</p></sec>
<sec>
<title>Definition 5</title>
<p>The game <italic>G</italic> is <italic><bold>payoff secure</bold></italic> if for each <italic>ε</italic> &gt; 0, <italic>x</italic> ∈ <italic>X</italic>, and <italic>i</italic>, there exists <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub></italic>, <italic>O<sub>x−i</sub></italic>) &gt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x</italic>) − <italic>ε</italic> for some neighborhood <italic>O<sub>x−i</sub></italic> of <italic>x</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>.</p>
<p>It is well-known (Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>], Proposition 3.2) that payoff security of <italic>G</italic> and upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm44" display="inline">
<mml:semantics id="sm44">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>ensure better-reply security of <italic>G</italic>. However, payoff security of <italic>G</italic> and upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm45" display="inline">
<mml:semantics id="sm45">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> need not give better-reply security of the mixed extension <italic>Ḡ</italic>. The following example illustrates this point.</p></sec>
<sec>
<title>Example 2</title>
<p>(Sion and Wolfe [<xref ref-type="bibr" rid="b17-games-02-00235">17</xref>]). Consider the game <italic>G</italic> = ([0,1], [0, 1], <italic>u</italic><sub>1</sub>, <italic>u</italic><sub>2</sub>), where 
<disp-formula id="FD21">
<mml:math id="mm46" display="block">
<mml:semantics id="sm46">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mtext>or</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>otherwise</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and <italic>u</italic><sub>2</sub> : = −<italic>u</italic><sub>1</sub> (<xref ref-type="fig" rid="f1-games-02-00235">Figure 1</xref>).</p>
<p>This game is zero-sum (and so 
<inline-formula>
<mml:math id="mm47" display="inline">
<mml:semantics id="sm47">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is constant) and payoff secure (Carmona [<xref ref-type="bibr" rid="b18-games-02-00235">18</xref>], Proposition 4). Moreover, as shown by Sion and Wolfe [<xref ref-type="bibr" rid="b17-games-02-00235">17</xref>], <italic>G</italic> has no mixed-strategy Nash equilibria. Hence, by Corollary 5.2 of Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>], <italic>G̅</italic> fails better-reply security.</p>
<p>Now consider the following strengthening of payoff security (<italic>cf.</italic> Monteiro and Page [<xref ref-type="bibr" rid="b19-games-02-00235">19</xref>]).</p></sec>
<sec>
<title>Definition 6.</title>
<p>Given <italic>Y<sub>i</sub></italic> ⊆ <italic>X<sub>i</sub></italic> for each <italic>i</italic>, the game <italic>G</italic> is <italic><bold>uniformly payoff secure over</bold></italic> 
<inline-formula>
<mml:math id="mm48" display="inline">
<mml:semantics id="sm48">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> if for each <italic>i</italic>, <italic>ε</italic> &gt; 0, and <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>Y<sub>i</sub></italic>, there exists <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>−i</sub></italic>, there is a neighborhood <italic>O<sub>y</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> of <italic>y<sub>−</sub><sub>i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub></italic>, <italic>O<sub>y</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) &gt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>y<sub>−i</sub></italic>) − <italic>ε</italic>.</p>
<p>The game <italic>G</italic> is <italic><bold>uniformly payoff secure</bold></italic> if it is uniformly payoff secure over <italic>X</italic>.</p>
<p>Uniform payoff security of <italic>G</italic> yields payoff security of the mixed extension <italic>G̅</italic> ([<xref ref-type="bibr" rid="b19-games-02-00235">19</xref>], Theorem 1). By standard arguments, this means that uniform payoff security of <italic>G</italic>, together with upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm49" display="inline">
<mml:semantics id="sm49">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, implies better-reply security of <italic>G̅</italic>. Nonetheless, these two conditions need not lead to better-reply security of <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic>, as illustrated by the following example.<xref ref-type="fn" rid="fn8-games-02-00235"><sup>8</sup></xref></p></sec>
<sec>
<title>Example 3</title>
<p>Let (<italic>α<sup>n</sup></italic>) be a sequence in 
<inline-formula>
<mml:math id="mm50" display="inline">
<mml:semantics id="sm50">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> with <italic>α<sup>n</sup></italic> ↗ 1. Let (<italic>f<sup>n</sup></italic>) be a sequence of functions <italic>f<sup>n</sup></italic> : [0, 1] → ℝ. with the following properties:
<disp-formula id="FD22">
<mml:math id="mm51" display="block">
<mml:semantics id="sm51">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>elsewhere</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>for all <italic>n.</italic></p>
<p>Consider the two-player game <italic>G</italic> = ([0, 1], [0, 1], <italic>u</italic><sub>1</sub>, <italic>u</italic><sub>2</sub>), where 
<disp-formula id="FD23">
<mml:math id="mm52" display="block">
<mml:semantics id="sm52">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>or</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>elsewhere</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and <italic>u</italic><sub>2</sub>(<italic>x</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>) : = <italic>u</italic><sub>1</sub>(<italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>1</sub>) (<xref ref-type="fig" rid="f2-games-02-00235">Figure 2</xref>).</p>
<p>It is easy to verify that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm53" display="inline">
<mml:semantics id="sm53">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous and <italic>G</italic> is uniformly payoff secure. However, <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> fails payoff security whenever 
<inline-formula>
<mml:math id="mm54" display="inline">
<mml:semantics id="sm54">
<mml:mrow>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mi>∈</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and <italic>δ</italic> ∈ (0, 1). To see this, fix 
<inline-formula>
<mml:math id="mm55" display="inline">
<mml:semantics id="sm55">
<mml:mrow>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and <italic>δ</italic> ∈ (0, 1). We need to show that there exist <italic>ε</italic> &gt; 0, <italic>i</italic>, and <italic>ν</italic> ∈ <italic>M</italic>(<italic>δμ</italic>) such that for all <italic>σ<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δμ<sub>i</sub></italic>) there is a point <italic>σ<sub>−i</sub></italic> ∈ X<italic><sub>j≠i</sub>M<sub>j</sub></italic>(<italic>δμ<sub>j</sub></italic>) arbitrarily close to <italic>ν</italic> <sub>−<italic>i</italic></sub> for which <italic>U<sub>i</sub></italic>(σ<italic><sub>i</sub></italic>, σ<italic><sub>−i</sub></italic>) ≤ <italic>U<sub>i</sub></italic>(ν) − <italic>ε</italic>. Thus, it suffices to establish the following for <italic>ε</italic> &gt; 0 sufficiently small: there is an <italic>n</italic> such that for each neighborhood <italic>O</italic><sub>(1-<italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic>+<italic>δμ</italic><sub>2</sub></sub> of (1 − <italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic> + <italic>δμ</italic><sub>2</sub> and every <italic>y</italic><sub>1</sub> ∈ [0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>] 
<disp-formula id="FD24">
<label>(2)</label>
<mml:math id="mm56" display="block">
<mml:semantics id="sm56">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> for some <italic>ν</italic><sub>2</sub> ∈ <italic>O</italic><sub>(1-<italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic>+<italic>δμ</italic><sub>2</sub></sub> ⋂ <italic>M</italic><sub>2</sub>(<italic>δμ</italic><sub>2</sub>).</p>
<p>Choose <italic>ε</italic> &gt; 0 with the property that for any large enough <italic>n</italic>
<disp-formula id="FD25">
<label>(3)</label>
<mml:math id="mm57" display="block">
<mml:semantics id="sm57">
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Take any neighborhood <italic>O</italic><sub>(1-<italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic>+<italic>δμ</italic><sub>2</sub></sub> of (1 − <italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic> + <italic>δμ</italic><sub>2</sub> and any <italic>y</italic><sub>1</sub> ∈ [0, <xref ref-type="bibr" rid="b1-games-02-00235">1</xref>]. Clearly, we may pick some <italic>y</italic><sub>2</sub> ∈ (<italic>α<sup>n</sup></italic>, <italic>α</italic><sup><italic>n</italic>+1</sup>) sufficiently close to <italic>α<sup>n</sup></italic> to ensure that (1 − <italic>δ</italic>)<italic>y</italic><sub>2</sub> + <italic>δμ</italic><sub>2</sub> ∈ <italic>O</italic><sub>(1-<italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic>+<italic>δμ</italic><sub>2</sub></sub> By linearity of <italic>U</italic><sub>1</sub> we have
<disp-formula id="FD26">
<mml:math id="mm58" display="block">
<mml:semantics id="sm58">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, because <italic>U</italic><sub>1</sub>(<italic>y</italic><sub>1</sub>, <italic>y</italic><sub>2</sub>) ≤ 1 ≥ <italic>U</italic><sub>1</sub>(<italic>y</italic><sub>1</sub>, <italic>μ</italic><sub>2</sub>) and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm59" display="inline">
<mml:semantics id="sm59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>∞</mml:mo></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>
<disp-formula id="FD27">
<label>(4)</label>
<mml:math id="mm60" display="block">
<mml:semantics id="sm60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>∞</mml:mo></mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>On the other hand, we have
<disp-formula id="FD28">
<mml:math id="mm61" display="block">
<mml:semantics id="sm61">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and since the right-hand side of this equation is, in light of (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD25">3</xref>), greater than or equal to the right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD27">4</xref>), the desired inequality (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD24">2</xref>), follows. We conclude that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is not payoff secure.</p>
<p>The perturbation <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> also fails better-reply security. To see this, choose 
<inline-formula>
<mml:math id="mm62" display="inline">
<mml:semantics id="sm62">
<mml:mrow>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∈</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and <italic>δ</italic> ∈ (0, 1), and observe that 
<disp-formula id="FD29">
<mml:math id="mm63" display="block">
<mml:semantics id="sm63">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>γ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>γ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where
<disp-formula id="FD30">
<mml:math id="mm64" display="block">
<mml:semantics id="sm64">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>γ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and 
<disp-formula id="FD31">
<mml:math id="mm65" display="block">
<mml:semantics id="sm65">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>γ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> belongs to Γ̅<italic><sub>G̅δμ</sub></italic>. Moreover, the strategy profile 
<disp-formula id="FD32">
<mml:math id="mm66" display="block">
<mml:semantics id="sm66">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> is not a Nash equilibrium in <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic>, for 
<disp-formula id="FD33">
<mml:math id="mm67" display="block">
<mml:semantics id="sm67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Reasoning as in the previous paragraph one can show that for large enough <italic>n</italic> there is no <italic>ν<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δμ<sub>i</sub></italic>) for which 
<inline-formula>
<mml:math id="mm68" display="inline">
<mml:semantics id="sm68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>α</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>γ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> for some neighborhood <italic>O</italic><sub>(1-<italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic></sub><sub>+<italic>δμ</italic>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> of (1 − <italic>δ</italic>)<italic>α<sup>n</sup></italic> + <italic>δμ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>. It follows that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is not better-reply secure.<xref ref-type="fn" rid="fn9-games-02-00235"><sup>9</sup></xref></p>
<p>In light of Example 3, any condition on the payoff functions of <italic>G</italic> leading to the hypothesis of Lemma 1 (when combined with upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm69" display="inline">
<mml:semantics id="sm69">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>) must be stronger than uniform payoff security.<xref ref-type="fn" rid="fn10-games-02-00235"><sup>10</sup></xref></p>
<p>The following condition appears in Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>].</p></sec>
<sec>
<title>Condition (A)</title>
<p>There exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm70" display="inline">
<mml:semantics id="sm70">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that for each <italic>i</italic> and every <italic>ε</italic> &gt; 0 there is a Borel measurable map <italic>f</italic> : <italic>X<sub>i</sub></italic> → <italic>X<sub>i</sub></italic> such that the following is satisfied:
<list list-type="alpha-lower">
<list-item>
<p>For each <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> and every <italic>y<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>X</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>, there is a neighborhood <italic>O<sub>y</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> of <italic>y<sub>−i</sub></italic> such that 
<disp-formula id="FD34">
<mml:math id="mm71" display="block">
<mml:semantics id="sm71">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>For each <italic>y<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>−i</sub></italic>, there is a subset <italic>Y<sub>i</sub></italic> of <italic>X<sub>i</sub></italic> with <italic>μ<sub>i</sub></italic>(<italic>Y<sub>i</sub></italic>) = 1 such that for every <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>Y<sub>i</sub></italic>, there is a neighborhood <italic>V<sub>y</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> of <italic>y<sub>−i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>f</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>), <italic>z</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) &lt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>z<sub>−</sub><sub>i</sub></italic>) + <italic>ε</italic> for all <italic>z</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∈ <italic>V<sub>y</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>.<xref ref-type="fn" rid="fn11-games-02-00235"><sup>11</sup></xref></p></list-item></list></p>
<p>It is clear that (A) strengthens the concept of uniform payoff security.</p></sec>
<sec>
<title>Remark 2</title>
<p>The following implications are immediate:
<array>
<tbody>
<tr>
<td align="right" valign="top">continuity ⇒</td>
<td align="left" valign="top">(A)</td></tr>
<tr>
<td align="right" valign="top">⇒</td>
<td align="left" valign="top">uniform payoff security</td></tr>
<tr>
<td align="right" valign="top">⇒</td>
<td align="left" valign="top">payoff security</td></tr></tbody></array></p>
<p>We can establish payoff security of a Selten perturbation of <italic>G</italic> from Condition (A).</p></sec>
<sec>
<title>Lemma 2</title>
<p>Suppose that a compact, metric game <italic>G</italic> satisfies Condition (A). Then there exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm72" display="inline">
<mml:semantics id="sm72">
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is payoff secure for every <italic>δ</italic> ∈ [0, 1).</p>
<p>This result plays a central role in the proof of the main results of this paper.<xref ref-type="fn" rid="fn12-games-02-00235"><sup>12</sup></xref> The proof of Lemma 2 can be found in Section 4.</p>
<p>Lemma 2 can be combined with known results to prove an existence theorem. In fact, under the hypothesis of Lemma 2, we obtain payoff security of <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> for any <italic>δ</italic> ∈ [0, 1). If in addition 
<inline-formula>
<mml:math id="mm73" display="inline">
<mml:semantics id="sm73">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous, since upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm74" display="inline">
<mml:semantics id="sm74">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> gives upper semicontinuity of Σ<italic><sub>i</sub>U<sub>i</sub></italic> (Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>], Proposition 5.1), it follows that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is better-reply secure for any <italic>δ</italic> ∈ [0, 1) (Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>], Proposition 3.2). Applying Lemma 1 gives a <italic>thp</italic> equilibrium in <italic>G</italic>.</p>
<p>The following statement summarizes this finding.</p></sec>
<sec>
<title>Theorem 2</title>
<p>Suppose that a compact, metric game <italic>G</italic> satisfies Condition (<italic>A</italic>). Suppose further that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm75" display="inline">
<mml:semantics id="sm75">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous. Then G has a trembling-hand perfect equilibrium, and all trembling-hand perfect equilibria of <italic>G</italic> are Nash.</p>
<p>Lemma 2 is similar to Lemma 1 in Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]. Lemma 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>] states that if a compact, metric game satisfies Condition (A), then there exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm76" display="inline">
<mml:semantics id="sm76">
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that the game <italic>G<sub>(δ,μ)</sub></italic> is payoff secure for every <italic>δ</italic> ∈ [0, 1), where <italic>G<sub>(δ,μ)</sub></italic> is defined as
<disp-formula id="FD36">
<mml:math id="mm77" display="block">
<mml:semantics id="sm77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm78" display="inline">
<mml:semantics id="sm78">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:mi>ℝ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is given by
<disp-formula id="FD37">
<mml:math id="mm79" display="block">
<mml:semantics id="sm79">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>The statement of this lemma differs from that of Lemma 2 in that <italic>G</italic><sub>(<italic>δ,μ</italic>)</sub> and <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> are distinct objects. In fact, the latter can be shown to be homeomorphic to the mixed extension of the former. Consequently, since payoff security of a game does not generally imply payoff security of its mixed extension, Lemma 2 is not implied by Lemma 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]. On the other hand, it should be noted that Theorem 2 is not implied by Theorem 3 or Theorem 4 in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]. In fact, both the hypothesis and the conclusion are weaker for Theorem 2.<xref ref-type="fn" rid="fn13-games-02-00235"><sup>13</sup></xref></p>
<p>The remainder of this section derives a corollary of Theorem 2 in terms of two independent conditions introduced in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]—<italic>generic entire payoff security</italic> and <italic>generic local equi-upper semicontinuity</italic>—that imply Condition (A). While stronger, these conditions prove useful in applications: they apply in a variety of economic games and do not explicitly require the measurability of the map f in Condition (A). Both Theorem 2 and its corollary (Corollary 1, in terms of generic entire payoff security and generic local equi-upper semicontinuity) are illustrated in Section 3.<xref ref-type="fn" rid="fn14-games-02-00235"><sup>14</sup></xref></p>
<p>Let <italic>A<sub>i</sub></italic> be the set of all accumulation points of <italic>X<sub>i</sub></italic> (<italic>i.e.</italic>, the set <italic>A<sub>i</sub></italic> of points <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> such that (<italic>V</italic> ∖ {<italic>x</italic><sub>i</sub>}) ⋂ <italic>A<sub>i</sub></italic> ≠ ∅ for each neighborhood <italic>V</italic> of <italic>x<sub>i</sub></italic>). Since <italic>X<sub>i</sub></italic> is compact and metric, it can be written as a disjoint union <italic>A<sub>i</sub></italic> ⋃ <italic>K<sub>i</sub></italic>, where <italic>A<sub>i</sub></italic> is closed and dense in itself (<italic>i.e.</italic>, with no isolated points) and <italic>K<sub>i</sub></italic> is countable.</p>
<p>Let 
<inline-formula>
<mml:math id="mm80" display="inline">
<mml:semantics id="sm80">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> be the set of measures <italic>μ<sub>i</sub></italic> in <italic>M<sub>i</sub></italic> such that <italic>μ<sub>i</sub></italic>({<italic>x<sub>i</sub></italic>}) = 0 and <italic>μ<sub>i</sub></italic> (<italic>N<sub>e</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>)) <italic>&gt;</italic> 0 for each <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>A<sub>i</sub></italic> and every ∈ ≥ 0, and <italic>μ<sub>i</sub></italic>({<italic>x<sub>i</sub></italic>}) <italic>&gt;</italic> 0 for every <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>K<sub>i</sub></italic>. Define 
<inline-formula>
<mml:math id="mm81" display="inline">
<mml:semantics id="sm81">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Clearly, 
<inline-formula>
<mml:math id="mm82" display="inline">
<mml:semantics id="sm82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is a subset of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm83" display="inline">
<mml:semantics id="sm83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>. Moreover, 
<inline-formula>
<mml:math id="mm84" display="inline">
<mml:semantics id="sm84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is nonempty In fact, it is not difficult to show that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm85" display="inline">
<mml:semantics id="sm85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is dense in <italic>M<sub>i</sub></italic> for each <italic>i</italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Definition 7</title>
<p>Given <italic>Y<sub>i</sub></italic> ⊆ <italic>X<sub>i</sub></italic> for each <italic>i</italic>, we say that <italic>G</italic> is <italic><bold>entirely payoff secure over</bold></italic> 
<inline-formula>
<mml:math id="mm86" display="inline">
<mml:semantics id="sm86">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>×</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> if for each <italic>i</italic>, <italic>∈ &gt;</italic> 0, and <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>Y<sub>i</sub></italic>, and for every neighborhood <italic>O</italic> of <italic>x<sub>i</sub></italic>, there exist <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> and a neighborhood <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> of <italic>x<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>, there is a neighborhood <italic>O<sub>y</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> for which <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub>, O<sub>y</sub>_<sub>i</sub></italic>) <italic>&gt; u<sub>i</sub></italic>(<italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic>, <italic>y</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>) <italic>− ∈.</italic></p>
<p>We say that <italic>G</italic> is <italic><bold>entirely payoff secure</bold></italic> if it is entirely payoff secure over <italic>X</italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Definition 8</title>
<p>Given <italic>Y<sub>i</sub></italic> ⊆ <italic>X<sub>i</sub></italic> for each <italic>i</italic>, we say that the game <italic>G</italic> is <italic><bold>generically entirely payoff secure over</bold></italic> 
<inline-formula>
<mml:math id="mm87" display="inline">
<mml:semantics id="sm87">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> if there is, for each <italic>i</italic>, a set <italic>Z<sub>i</sub></italic> ⊆<italic>Y<sub>i</sub></italic> with <italic>Y<sub>i</sub></italic>∖<italic>Z<sub>i</sub></italic> countable such that <italic>G</italic> is uniformly payoff secure over 
<inline-formula>
<mml:math id="mm88" display="inline">
<mml:semantics id="sm88">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>\</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and entirely payoff secure over 
<inline-formula>
<mml:math id="mm89" display="inline">
<mml:semantics id="sm89">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>×</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula></p>
<p>A game <italic>G</italic> is <bold><italic>generically entirely payoff secure</italic></bold> if it is entirely payoff secure over 
<inline-formula>
<mml:math id="mm90" display="inline">
<mml:semantics id="sm90">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>×</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and generically entirely payoff secure over 
<inline-formula>
<mml:math id="mm91" display="inline">
<mml:semantics id="sm91">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> (recall that <italic>X<sub>i</sub></italic> = <italic>A<sub>i</sub></italic> ⋃ <italic>K<sub>i</sub></italic>, where <italic>A<sub>i</sub></italic> is closed and dense in itself and <italic>K<sub>i</sub></italic> is countable).</p></sec>
<sec>
<title>Remark 3</title>
<p>The following implications are immediate:
<array>
<tbody>
<tr>
<td align="right" valign="top">continuity ⇒</td>
<td align="left" valign="top">entire payoff security</td></tr>
<tr>
<td align="right" valign="top">⇒</td>
<td align="left" valign="top">generic entire payoff security</td></tr>
<tr>
<td align="right" valign="top">⇒</td>
<td align="left" valign="top">uniform payoff security</td></tr>
<tr>
<td align="right" valign="top">⇒</td>
<td align="left" valign="top">payoff security</td></tr></tbody></array></p></sec>
<sec>
<title>Definition 9</title>
<p>The game <italic>G</italic> is <italic><bold>locally equi-upper semicontinuous</bold></italic> if for each <italic>i</italic>, <italic>x</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>, and <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>, and for each <italic>ε</italic> &gt; 0, there exists a neighborhood <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> of <italic>x<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> there exists a neighborhood <italic>O<sub>x−i</sub></italic> of <italic>x</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub>, y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) &lt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub>, y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) + <italic>ε</italic> for all <italic>y<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>x−i</sub></italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Definition 10</title>
<p>The game <italic>G</italic> is <italic><bold>generically locally equi-upper semicontinuous</bold></italic> if there exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm92" display="inline">
<mml:semantics id="sm92">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that for each <italic>i</italic> and <italic>x</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∈ ×<sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>, there exists <italic>Y<sub>i</sub></italic> ⊆ <italic>X<sub>i</sub></italic> with <italic>μ<sub>i</sub></italic>(<italic>Y<sub>i</sub></italic>) = 1 such that for each <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>Y<sub>i</sub></italic> and <italic>ε</italic> &gt; 0, there exists a neighborhood <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> of <italic>x<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> there is a neighborhood <italic>O<sub>x−i</sub></italic> of <italic>x<sub>−i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub>, y<sub>−i</sub></italic>) &lt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub>, y<sub>−i</sub></italic>) + <italic>∈</italic> for all <italic>y<sub>−i</sub> ∈ O<sub>x<sub>−i</sub></sub></italic>.</p>
<p>It turns out that generic entire payoff security and generic local equi-upper semicontinuity imply Condition (A).</p></sec>
<sec>
<title>Lemma 3</title>
<p><italic>(Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>], Lemma 4)</italic>. Suppose that <italic>G</italic> is generically entirely payoff secure and generically locally equi-upper semicontinuous. Then <italic>G</italic> satisfies Condition <italic>(A)</italic>.</p>
<p>Lemma 3, combined with Theorem 2, gives the following result.</p></sec>
<sec>
<title>Corollary 1 (to Theorem 2)</title>
<p>Suppose that <italic>G</italic> is compact, metric, generically entirely payoff secure, and generically locally equi-upper semicontinuous. Suppose further that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm93" display="inline">
<mml:semantics id="sm93">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous. Then <italic>G</italic> has a trembling-hand perfect equilibrium, and all trembling-hand perfect equilibria of <italic>G</italic> are Nash.</p></sec>
<sec>
<label>3.</label>
<title>Applications</title>
<p>The hypotheses of our main results are often satisfied in applications. This is illustrated by the following economic games.</p>
<sec>
<title>Example 4 (Bertrand competition with discontinuous demand)</title>
<p>Consider a two-player Bertrand game <italic>G</italic> = ([0, 4], [0, 4], <italic>u</italic><sub>1</sub>, <italic>u</italic><sub>2</sub>), where
<disp-formula id="FD38">
<mml:math id="mm94" display="block">
<mml:semantics id="sm94">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and 
<disp-formula id="FD39">
<mml:math id="mm95" display="block">
<mml:semantics id="sm95">
<mml:mrow>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> The map <italic>π</italic>(<italic>p</italic>) represents the operating profits that a monopolist charging a price <italic>p</italic> would earn (<xref ref-type="fig" rid="f3-games-02-00235">Figure 3</xref>). The two (identical) firms produce at zero costs, and the associated demand function is
<disp-formula id="FD40">
<mml:math id="mm96" display="block">
<mml:semantics id="sm96">
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:mn>4.</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>Similar duopoly games can be found in Baye and Morgan [<xref ref-type="bibr" rid="b22-games-02-00235">22</xref>]. See also [<xref ref-type="bibr" rid="b22-games-02-00235">22</xref>] for a discussion on economic phenomena that explain demand discontinuities.</p>
<p>It is readily seen that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm97" display="inline">
<mml:semantics id="sm97">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous. Moreover, <italic>G</italic> is entirely payoff secure. To see this, fix <italic>i</italic>, <italic>∈</italic> &gt; 0, <italic>p<sub>i</sub></italic> ∈ [0, 4], and a neighborhood <italic>O</italic> of <italic>p<sub>i</sub></italic>. We wish to show that there exist <italic>a<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> and a neighborhood <italic>O<sub>pi</sub></italic> around <italic>p<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>p</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ [0, 4], there is a neighborhood <italic>O</italic><sub>p−<italic>i</italic></sub> of <italic>p</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> for which
<disp-formula id="FD41">
<label>(5)</label>
<mml:math id="mm98" display="block">
<mml:semantics id="sm98">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>pi</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> This is clearly true if <italic>p<sub>i</sub></italic> = 0, for <italic>u<sub>i</sub></italic> ≥ 0. Assume <italic>p<sub>i</sub></italic> &gt; 0, and choose <italic>a<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> with 0 &lt; <italic>a<sub>i</sub></italic> &lt; <italic>p<sub>i</sub></italic> sufficiently close to <italic>p<sub>i</sub></italic> to ensure that <italic>π</italic>(<italic>a<sub>i</sub></italic>) &gt; <italic>π</italic>(<italic>O<sub>pi</sub></italic>) − <italic>ε</italic> for some neighborhood <italic>O<sub>pi</sub></italic> of <italic>p<sub>i</sub></italic> satisfying {<italic>a<sub>i</sub></italic>} ⋂ <italic>O<sub>pi</sub></italic> = ∅. Now fix <italic>p<sub>−i</sub></italic> ∈ [0, 4], and pick a neighborhood <italic>O<sub>p<sub>−i</sub></sub></italic> of <italic>p<sub>−i</sub></italic> satisfying the following:
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>If <italic>p</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> &gt; <italic>a<sub>i</sub></italic>, then <italic>O<sub>p−i</sub></italic> ⋂ {<italic>a<sub>i</sub></italic>} = ∅.</p></list-item>
<list-item>
<p>If <italic>p</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ≤ <italic>a<sub>i</sub></italic>, then <italic>O<sub>p−i</sub></italic> ⋂ <italic>O<sub>pi</sub></italic> = ∅.</p></list-item></list> It is straightforward to verify that (5) holds.</p>
<p>Finally, <italic>G</italic> is generically locally equi-upper semicontinuous. In fact, take <italic>i</italic>, <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ [0, 1], <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ [0, 1] ∖ {2, <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>}, and <italic>ε</italic> &gt; 0. We only consider the case when <italic>x<sub>i</sub></italic> &lt; <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> and <italic>x<sub>i</sub></italic> &lt; 2, for the other cases can be dealt with similarly If <italic>x<sub>i</sub></italic> &lt; <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> and <italic>x<sub>i</sub></italic> &lt; 2, we have <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub>, y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) = <italic>y<sub>i</sub></italic>(8 − <italic>y<sub>i</sub></italic>) for all (<italic>y<sub>i</sub>, y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) ∈ <italic>V<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> − <italic>V<sub>x</sub></italic><sub>−<sub><italic>i</italic></sub></sub> and for some neighborhoods <italic>V<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> and <italic>V<sub>x</sub></italic><sub>−i</sub> of <italic>x<sub>i</sub></italic> and <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> respectively, so it is clear that there exists a neighborhood <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> of <italic>x<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>x<sub>i</sub></sub></italic> there is a neighborhood <italic>O<sub>x</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> of <italic>x<sub>−i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>y<sub>i</sub>, y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) &lt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub>, y</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>) + <italic>ε</italic> for all <italic>y<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>x−i</sub></italic>.</p>
<p>Because <italic>G</italic> is generically locally equi-upper semicontinuous and entirely payoff secure, Corollary 1 can be invoked to establish the existence of a <italic>thp</italic> equilibrium.</p></sec>
<sec>
<title>Example 5 (all-pay auction)</title>
<p>There are <italic>N</italic> bidders competing for an object with a known value equal to 1. The highest bidder wins and every bidder pays his bid. Ties are broken via an equal probability rule. Given a profile of bids (<italic>b</italic><sub>1</sub>, …, <italic>b<sub>N</sub></italic>) ∈ [0, 1]<italic><sup>N</sup></italic>, the winning bid is max<sub><italic>i</italic>∈ {1,…,<italic>N</italic>}</sub> <italic>b<sub>i</sub></italic>.</p>
<p>This situation can be modeled as an <italic>N</italic>-person normal-form game 
<inline-formula>
<mml:math id="mm99" display="inline">
<mml:semantics id="sm99">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, where <italic>X<sub>i</sub></italic> = [0, 1] and
<disp-formula id="FD42">
<mml:math id="mm100" display="block">
<mml:semantics id="sm100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>#</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where <italic>W</italic>(<italic>b</italic><sub>1</sub>,…, <italic>b<sub>N</sub></italic>) : = {<italic>i</italic> : <italic>b<sub>i</sub></italic> = max<sub>j∈ {1,…, N}</sub> b<sub>j</sub>}.</p>
<p>This game is generically locally equi-upper semicontinuous. To see this, fix <italic>i</italic> and <italic>b<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>X</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>, and choose any <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ [0, 1]∖ {<italic>b̅</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>} and any <italic>∈ &gt;</italic> 0, where <italic>b̅</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> : = max<sub>j∈ {1,</sub><italic><sub>…, N}∖</sub></italic><sub>{</sub><italic><sub>i</sub></italic><sub>}</sub><italic>b<sub>j</sub></italic>. We only consider the case when <italic>b<sub>i</sub></italic> &lt; <italic>b̅</italic> <sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>, for the case when <italic>b<sub>i</sub></italic> &gt; <italic>b̅</italic> <sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> can be handled analogously. Take a neighborhood (<italic>b<sub>i</sub></italic> − <italic>δ</italic>,<italic>b<sub>i</sub></italic>+ <italic>δ</italic>) of <italic>b<sub>i</sub></italic> such that (<italic>b<sub>i</sub> − δ, b<sub>i</sub></italic> + <italic>δ</italic>) ⋂ {<italic>b̅</italic> <sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic>} = ∅ and <italic>δ &lt; ∈</italic>. For each a<sub>i</sub> ∈ (<italic>b<sub>i</sub> − δ<sub>i</sub>, b<sub>i</sub></italic> + <italic>δ</italic>) ⋂[0,1] and for every <italic>a</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>X</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> in a neighborhood <italic>O<sub>b−i</sub></italic> of <italic>b</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> such that
<disp-formula id="FD43">
<mml:math id="mm101" display="block">
<mml:semantics id="sm101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>max</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>\</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mtext>all</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> we have 
<disp-formula id="FD44">
<mml:math id="mm102" display="block">
<mml:semantics id="sm102">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>We now show that <italic>G</italic> is generically entirely payoff secure.<xref ref-type="fn" rid="fn15-games-02-00235"><sup>15</sup></xref> Fix a player <italic>i</italic>, and choose <italic>∈ &gt;</italic> 0, <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ (0, 1), and a neighborhood <italic>O</italic> of <italic>b<sub>i</sub></italic> (we omit the case when <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ {0, 1}, which is easy to handle). We wish to show that there exist <italic>a<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> and a neighborhood <italic>O<sub>bi</sub></italic> such that for all <italic>b</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∈ [0, 1]<italic><sup>N</sup></italic><sup>−1</sup>, there is a neighborhood <italic>O</italic><sub>b−</sub><italic><sub>i</sub></italic> of <italic>b<sub>−i</sub></italic> for which
<disp-formula id="FD45">
<label>(6)</label>
<mml:math id="mm103" display="block">
<mml:semantics id="sm103">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>bi</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>Choose <italic>a<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> ∩ (<italic>b<sub>i</sub>, b<sub>i</sub></italic> + <italic>∈</italic>), and fix a neighborhood <italic>O<sub>b<sub>i</sub></sub></italic> of <italic>b<sub>i</sub></italic> such that <italic>O<sub>b<sub>i</sub></sub></italic> ⊆ [0, 1], <italic>a<sub>i</sub></italic> ∈ [0, 1] ∩ (<italic>b<sub>i</sub>, b<sub>i</sub></italic> + <italic>∈</italic>), and {<italic>a<sub>i</sub></italic>} ∩ <italic>O<sub>b<sub>i</sub></sub></italic> = ∅. Pick any <italic>b</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∈ [0, 1]<italic><sup>N</sup></italic><sup>−1</sup>, and let <italic>O<sub>b</sub></italic><sub>−i</sub> be a neighborhood of <italic>b</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> with the following property: if max<sub>j∈ {1, …, N}</sub> <italic>b<sub>j</sub> &lt; b<sub>i</sub></italic>, then <italic>O<sub>b</sub></italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> ∩ {<italic>a<sub>i</sub></italic>}<italic><sup>N</sup></italic><sup>−1</sup> = ∅. It is easy to verify that the choices of <italic>a<sub>i</sub></italic>, <italic>O<sub>bi</sub></italic>, and <italic>O<sub>b</sub></italic>−<italic><sub>i</sub></italic> yield <xref ref-type="disp-formula" rid="FD45">Equation (6)</xref>.</p>
<p>Finally, it is routine to verify that the sum of the bidders’ payoffs is continuous. Hence, Corollary 1 gives a <italic>thp</italic> equilibrium.</p></sec>
<sec>
<title>Example 6 (catalog games)</title>
<p>Page and Monteiro [<xref ref-type="bibr" rid="b23-games-02-00235">23</xref>] consider a common agency contracting game in which firms compete for the business of an agent of unknown type <italic>t</italic> ∈ <italic>T</italic>, where <italic>T</italic> is a Borel subset of a separable, complete, and metric space. The distribution of types is represented by a Borel probability measure <italic>μ</italic> defined on <italic>T</italic>. There are two firms competing simultaneously in prices and products. The set of products each firm can offer is represented by a compact metric space <italic>X</italic>, and it is assumed that <italic>X</italic> contains an element 0, which denotes “no contracting”. The universe of prices that a firm can charge is denoted by <italic>D</italic>:= [0, <italic>d̅</italic>], with <italic>d̅</italic> &gt; 0. The agent can only contract with one firm and can choose to abstain from contracting altogether. Given <italic>i</italic> ∈ {1,2} and a closed subset <italic>X<sub>i</sub></italic> of <italic>X</italic>, let <italic>K<sub>i</sub></italic>:= <italic>X<sub>i</sub></italic> × <italic>D</italic> be the feasible set of products and prices that a firm <italic>i</italic> can offer. Assume the existence of a fictitious firm <italic>i</italic> = 0 with feasible set <italic>K<sub>0</sub></italic> : = {(0, 0)}. The agent chooses to abstain from contracting by choosing to contract with firm <italic>i =</italic> 0.</p>
<p>Each firm <italic>i</italic> competes by offering the agent a nonempty, closed subset <italic>C<sub>i</sub></italic> ⊆ <italic>K<sub>i</sub></italic>, a <italic>catalog</italic>, of products and prices. Thus, each firm <italic>i</italic>'s action space is <italic>P</italic>(<italic>K<sub>i</sub></italic>), the compact, metric space of catalogs, equipped with the Hausdorff distance. The utility of a type <italic>t</italic> agent who chooses (<italic>i, x, p</italic>) ∈ {0, 1, 2} × <italic>C<sub>i</sub></italic> is denoted as <italic>v<sub>t</sub></italic>(<italic>i, x, p</italic>); we have <italic>v<sub>t</sub></italic>(<italic>i, x, p</italic>) : = 0 if <italic>i</italic> = 0 and <italic>v<sub>t</sub></italic>(<italic>i, x, p</italic>) : = <italic>u<sub>t</sub></italic>(<italic>i, x</italic>) − <italic>p</italic> if <italic>i</italic> ∈ {1, 2}. It is assumed that utility is measurable in type <italic>t</italic> and continuous in contract choice (<italic>i, x, p</italic>). The agent's choice set given catalog profile (<italic>C</italic><sub>1</sub><italic>, C</italic><sub>2</sub>) is given by
<disp-formula id="FD46">
<mml:math id="mm104" display="block">
<mml:semantics id="sm104">
<mml:mrow>
<mml:mi>Γ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> A type <italic>t</italic> agent chooses (<italic>i, x, p</italic>) ∈ Γ(<italic>C</italic><sub>1</sub><italic>, C</italic><sub>2</sub>) to maximize her utility:
<disp-formula id="FD47">
<mml:math id="mm105" display="block">
<mml:semantics id="sm105">
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>Γ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Define 
<disp-formula id="FD48">
<mml:math id="mm106" display="block">
<mml:semantics id="sm106">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>Γ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> and 
<disp-formula id="FD49">
<mml:math id="mm107" display="block">
<mml:semantics id="sm107">
<mml:mrow>
<mml:mi>ϕ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>arg</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>Γ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> <xref ref-type="fn" rid="fn16-games-02-00235"><sup>16</sup></xref> The map <italic>v*</italic>(<italic>t</italic>, ·) represents a type <italic>t</italic> agent's indirect utility function over profiles of catalogs, while Φ(<italic>t</italic>, ·) gives the type <italic>t</italic> agent's best responses to each catalog profile. The <italic>j</italic>-th firm's profit function is given by
<disp-formula id="FD50">
<mml:math id="mm108" display="block">
<mml:semantics id="sm108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.3em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>otherwise</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where the cost function <italic>c<sub>j</sub></italic>(·) is bounded and lower semicontinuous. Let
<disp-formula id="FD51">
<mml:math id="mm109" display="block">
<mml:semantics id="sm109">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>∗</mml:mo></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>Φ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Firm j's expected payoff under catalog profile (<italic>C</italic><sub>1</sub><italic>, C</italic><sub>2</sub>) is
<disp-formula id="FD52">
<mml:math id="mm110" display="block">
<mml:semantics id="sm110">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>Π</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>π</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>∗</mml:mo></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> The game <italic>G =</italic> (<italic>P</italic>(<italic>K<sub>i</sub></italic>), Π<sub>i</sub>) is an upper semicontinuous, compact game. Moreover, an argument similar to that provided in the proof of Theorem 5 of [<xref ref-type="bibr" rid="b23-games-02-00235">23</xref>] to establish uniform payoff security of <italic>G</italic> can be utilized to prove that <italic>G</italic> satisfies Condition (A). Consequently, by Theorem 2, the game possesses a <italic>thp</italic> equilibrium.</p></sec>
<sec>
<title>Example 7 (provision of public goods)</title>
<p>Bagnoli and Lipman [<xref ref-type="bibr" rid="b6-games-02-00235">6</xref>] study the following contribution game. There are I finitely many agents. By a slight abuse of notation, the set of agents is denoted by <italic>I</italic>. Each agent <italic>i</italic> ∈ <italic>I</italic> is endowed with an amount of wealth <italic>w<sub>i</sub></italic> &gt; 0. A collective decision <italic>d</italic> ∈ {0, 1} must be made (say, <italic>d</italic> = 1 designates the decision to provide streetlight, <italic>d</italic> = 0 represents the decision not to provide it). An outcome is a social decision together with an allocation of the private good (wealth) among the agents. The set of feasible outcomes is
<disp-formula id="FD53">
<mml:math id="mm111" display="block">
<mml:semantics id="sm111">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ℝ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> The utility of agent <italic>i</italic> if outcome (<italic>d, x</italic>) is implemented is denoted by <italic>v<sub>i</sub></italic>(<italic>d, x<sub>i</sub></italic>); here, each <italic>v<sub>i</sub></italic> is assumed strictly increasing in <italic>d</italic> and continuous and strictly increasing in <italic>x<sub>i</sub></italic>. The cost of adopting decision <italic>d</italic> is <italic>c</italic>(<italic>d</italic>), where <italic>c</italic>(0) = 0 and <italic>c</italic>(1) = <italic>c</italic> &gt; 0.</p>
<p>The agents simultaneously choose a contribution to the public project, each agent <italic>i</italic>'s contribution being an element of <italic>S<sub>i</sub></italic> : = [0, <italic>w</italic><sub>i</sub>]. Let <italic>w</italic> denote the vector of endowments. Given a profile <italic>s</italic> = (<italic>s<sub>i</sub></italic>)<sub><italic>i</italic>∈<italic>I</italic></sub> of contributions, the public project is undertaken if Σ<sub><italic>i</italic>∈<italic>I</italic></sub> <italic>s<sub>i</sub></italic> ≥ <italic>c</italic>, in which case the realized outcome is (1, <italic>w</italic> – <italic>s</italic>); otherwise (<italic>i.e.</italic>,Σ<sub><italic>i</italic>∈<italic>I</italic></sub> <italic>s<sub>i</sub></italic> &lt; <italic>c</italic>) the outcome (0, <italic>w</italic>) obtains.</p>
<p>Let <italic>S</italic> : = X <sub><italic>i</italic>∈<italic>I</italic></sub> <italic>S<sub>i</sub></italic>. The associated normal-form game is <italic>G</italic> = (<italic>S<sub>i</sub>, u<sub>i</sub></italic>)<sub><italic>i</italic>∈<italic>I</italic></sub>, where <italic>u<sub>i</sub></italic> : <italic>S →</italic> ℝ. is defined by
<disp-formula id="FD54">
<mml:math id="mm112" display="block">
<mml:semantics id="sm112">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>≥</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Bagnoli and Lipman[<xref ref-type="bibr" rid="b6-games-02-00235">6</xref>] uses an equilibrium concept, termed <italic>undominated perfect equilibrium</italic>, that eliminates the set of weakly dominated strategies in the original game and applies the notion of trembling-hand perfection to the resulting game. To avoid defining trembling-hand perfection in infinite games and dealing with the issue of existence, Bagnoli and Lipman work with approximating finite versions of <italic>G</italic>.</p>
<p>Specifically, assuming <italic>v<sub>i</sub></italic>(0, <italic>w<sub>i</sub></italic>) = 0 for each <italic>i</italic> (a normalization that does not affect generality) and <italic>v<sub>i</sub></italic>(1, 0) &lt; 0 for each <italic>i</italic> (so that we do not need to consider cases when some agents would like to contribute more than their wealth), we can define ai implicitly by <italic>v<sub>i</sub></italic>(1, <italic>w<sub>i</sub></italic> − <italic>a<sub>i</sub></italic>) = 0. Assume Σ<sub><italic>i</italic>∈<italic>I</italic></sub> <italic>w<sub>i</sub></italic> &gt; <italic>c</italic>. Clearly, the elimination of the interior of the set of weakly dominated strategies in <italic>G</italic> removes all <italic>s<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>S<sub>i</sub></italic> such that <italic>s<sub>i</sub></italic> &gt; <italic>a<sub>i</sub></italic>. Consider the “subgame” <italic>g</italic> of <italic>G</italic> in which <italic>i</italic>'s strategy space is restricted to [0, <italic>a<sub>i</sub></italic>] and <italic>g</italic> is otherwise identical to <italic>G</italic>.</p>
<p>Bagnoli and Lipman replace each <italic>S<sub>i</sub></italic> by finite counterparts of varying grid sizes, and consider sequences of finite games in which the grid size converges to zero. They define an undominated perfect equilibrium in <italic>G</italic> as the limit of some sequence of undominated perfect equilibria of approximating finite versions of <italic>G</italic>.</p>
<p>The authors’ main result is that the game form <italic>G</italic> fully implements the core of the associated economy in undominated perfect equilibrium (<italic>i.e.</italic>, any undominated perfect equilibrium of <italic>G</italic> induces a core allocation and vice versa). In view of our results, one may ask the following: Can one apply the characterization exercise conducted in [<xref ref-type="bibr" rid="b6-games-02-00235">6</xref>] directly on the infinite game <italic>g</italic>? Can one obtain a similar theorem on the full implementation of the core in terms of trembling-hand perfection? While answering these questions requires a thorough analysis, Theorem 2 can be used to establish the existence of a <italic>thp</italic> equilibrium in <italic>g</italic>.</p>
<p>It is easily seen that the restriction of <italic>u<sub>i</sub></italic> to [0, <italic>a<sub>i</sub></italic>] is upper semicontinuous, so the sum of payoffs for <italic>g</italic> is upper semicontinuous.</p>
<p>We now show that <italic>g</italic> is entirely payoff secure. Take <italic>i</italic>, ∈ &gt; 0, <italic>s<sub>i</sub></italic> [<italic>0, a<sub>i</sub></italic>], and a neighborhood <italic>O</italic> of <italic>s<sub>i</sub></italic>. We need to show that there exist <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> and a neighborhood <italic>O<sub>s<sub>i</sub></sub></italic> of <italic>s<sub>i</sub></italic> such that for every <italic>s<sub><sub>-i</sub></sub></italic> ∈ <italic>X<sub>j≠i</sub></italic>[<italic>0</italic>, <italic>a<sub>j</sub></italic>], there is a neighborhood <italic>O<sub>s<sub>−i</sub></sub></italic> for which
<disp-formula id="FD55">
<label>(7)</label>
<mml:math id="mm113" display="block">
<mml:semantics id="sm113">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>si</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> The cases when <italic>s<sub>i</sub></italic> ∈ {<italic>0, a<sub>i</sub></italic>} are easy to handle, so suppose that <italic>s<sub>i</sub></italic> ∈ (<italic>0, a<sub>i</sub></italic>). Take <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O</italic> with <italic>a<sub>i</sub></italic> &gt; <italic>b<sub>i</sub></italic> &gt; <italic>s<sub>i</sub></italic> close enough to <italic>s<sub>i</sub></italic> to ensure that 
<disp-formula id="FD56">
<mml:math id="mm114" display="block">
<mml:semantics id="sm114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>si</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> for some sufficiently small neighborhood <italic>O<sub>s<sub>i</sub></sub></italic>. Given <italic>s</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ ×<italic><sub>j</sub></italic>≠<italic><sub>i</sub></italic>[0, <italic>a<sub>j</sub></italic>], fix a neighborhood <italic>O<sub>s</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> with the following property: if Σ<sub><italic>j</italic></sub> <italic>s<sub>j</sub></italic> ≥ <italic>c</italic>, then <italic>b<sub>i</sub></italic> + Σ<sub><italic>j</italic>≠<italic>i</italic></sub> <italic>s~</italic><sub><italic>j</italic></sub> ≥ <italic>c</italic> for all <italic>s̃</italic><sub>-<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>O<sub>s</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub>. Now, verifying that the choices of <italic>b<sub>i</sub></italic>, <italic>O<sub>s<sub>i</sub></sub></italic>, and <italic>O<sub>s</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> give (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD55">7</xref>) is straightforward.</p>
<p>Finally, we show that <italic>g</italic> is generically locally equi-upper semicontinuous. For each <italic>i</italic>, let <italic>μ<sub>i</sub></italic> be the normalized Lebesgue measure over [0, <italic>a</italic><sub>i</sub>]. Fix <italic>i</italic> and <italic>s</italic><sub>-<italic>i</italic></sub> ∈ ×<italic><sub>j≠i</sub></italic>[<italic>0, a<sub>j</sub></italic>]. Consider the set of all <italic>s<sub>i</sub></italic> ∈ [0, <italic>a</italic><sub>i</sub>] such that Σ<italic><sub>j</sub> s<sub>j</sub></italic> ≠ <italic>c</italic>, a set that has full Lebesgue measure (<italic>i.e.</italic>, it has <italic>μ</italic><sub>i</sub>-measure 1), and take any <italic>s<sub>i</sub></italic> in this set, and <italic>∈</italic> &gt; 0. We only consider the case when Σ<italic><sub>j</sub> s<sub>j</sub></italic> &gt; <italic>c</italic> (the case when Σ<italic><sub>j</sub> s<sub>j</sub></italic> &lt; <italic>c</italic> can be dealt with analogously). Clearly, we may choose a neighborhood <italic>O<sub>si</sub></italic> of <italic>s<sub>i</sub></italic> in [0, <italic>a</italic><sub>i</sub>] such that <italic>b<sub>i</sub></italic> + Σ<italic><sub>j≠i</sub> s<sub>j</sub></italic> &gt; <italic>c</italic> and <italic>v<sub>i</sub></italic>(1, <italic>w<sub>i</sub></italic> − <italic>b<sub>i</sub></italic>) &lt; <italic>v<sub>i</sub></italic>(1, <italic>w<sub>i</sub></italic> − <italic>s<sub>i</sub></italic>) + <italic>∈</italic> for all <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>s<sub>i</sub></sub></italic>. Further, given <italic>b<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>O<sub>s<sub>i</sub></sub></italic>, we may choose a neighborhood <italic>O<sub>s</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>s</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> in ×<italic><sub>j≠i</sub></italic>[<italic>0</italic>, <italic>a<sub>j</sub></italic>] such that
<disp-formula id="FD57">
<mml:math id="mm115" display="block">
<mml:semantics id="sm115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>≠</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>≠</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mtext>all</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Consequently, for every <italic>b</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>O<sub>s</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub>, we have
<disp-formula id="FD58">
<mml:math id="mm116" display="block">
<mml:semantics id="sm116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p>In light of Theorem 2, therefore, we obtain the non-emptiness of the set of trembling-hand perfect equilibria in <italic>g</italic>.</p></sec></sec>
<sec>
<label>4.</label>
<title>Proof of Lemma 2</title>
<p>To begin, we state a number of intermediate results.</p>
<p>Given a metric space <italic>X</italic> and <italic>Y</italic> ⊆ <italic>X</italic>, ℙ(<italic>Y</italic>) denotes the set of Borel probability measures on <italic>Y</italic>, and ℙ<sub>*</sub>(<italic>Y)</italic> is the subset of finitely supported measures in ℙ(<italic>Y</italic>) that assign rational values to each Borel set.</p>
<sec>
<title>Lemma 4 (Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>], Lemma 6)</title>
<p>Let <italic>X</italic> be a compact metric space. Suppose that <italic>f</italic> : <italic>X</italic> → ℝ is bounded and Borel measurable. For each <italic>μ</italic> ∈ ℙ(<italic>X</italic>) and every <italic>∈</italic> &gt; 0, there exists <italic>v</italic><sup>*</sup> ∈ ℙ<sub>*</sub> (<italic>X</italic>) ∩ <italic>N<sub>ɛ</sub></italic> (<italic>μ</italic>) such that | ∫<italic><sub>X</sub></italic> <italic>f</italic>d<italic>μ</italic>− ∫<italic><sub>X</sub></italic> <italic>f</italic>d<italic>v</italic><sup>*</sup>| &lt; <italic>ɛ</italic>.</p></sec>
<sec>
<title>Lemma 5 (Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>], Lemma 7)</title>
<p>Suppose that <italic>G</italic> is compact, metric, and satisfies Condition (A). Then there exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm117" display="inline">
<mml:semantics id="sm117">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that for each <italic>i</italic> and every <italic>ε</italic> &gt; 0 there is <italic>a</italic> map <italic>f</italic> : <italic>X<sub>i</sub></italic> → <italic>X<sub>i</sub></italic> such that the following is satisfied:
<list list-type="roman-lower">
<list-item>
<p>For each <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> and every <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>M</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>, there is a neighborhood <italic>O<sub>σ</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> such that
<disp-formula id="FD59">
<mml:math id="mm118" display="block">
<mml:semantics id="sm118">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>For every <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>M</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>, there is a neighborhood <italic>V<sub>σ</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> such that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm119" display="inline">
<mml:semantics id="sm119">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> for all <italic>p</italic><sub>−i</sub> ∈ <italic>V<sub>σ−i</sub></italic>, where 
<inline-formula>
<mml:math id="mm120" display="inline">
<mml:semantics id="sm120">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is defined by 
<inline-formula>
<mml:math id="mm121" display="inline">
<mml:semantics id="sm121">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula></p></list-item></list></p></sec>
<sec>
<title>Lemma 2</title>
<p>Suppose that a compact, metric game <italic>G</italic> satisfies Condition (A). Then there exists <italic>μ</italic> ∈ <italic>Mˆ</italic> such that <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is payoff secure for every <italic>δ</italic> ∈ [0, 1).</p>
<p><italic>Proof.</italic> Fix <italic>δ</italic> ∈ [0, 1), and let 
<inline-formula>
<mml:math id="mm122" display="inline">
<mml:semantics id="sm122">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> be the measure given by Condition (A). We fix <italic>ε</italic> &gt; 0, <italic>σ</italic> = (<italic>σ</italic><sub>1</sub>, …, <italic>σ<sub>N</sub></italic>) ∈ <italic>M</italic>(<italic>δμ</italic>), and <italic>i</italic>, and show that there exists <italic>ν<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δμ<sub>i</sub></italic>) such that <italic>U<sub>i</sub></italic> (<italic>ν<sub>i</sub>, O<sub>σ − i</sub></italic>) &gt; <italic>U<sub>i</sub></italic>(<italic>σ</italic>) – <italic>ε</italic> for some neighborhood <italic>O<sub>σ − i</sub></italic> of σ <sub>−i</sub>.</p>
<p>Lemma 5 gives a Borel measurable map <italic>f</italic> : <italic>X<sub>i</sub></italic> → <italic>X<sub>i</sub></italic> satisfying the following:
<list list-type="roman-lower">
<list-item>
<p>For every y<italic><sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic>, there is a neighborhood <italic>O<sub>σ</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> such that
<inline-formula>
<mml:math id="mm123" display="inline">
<mml:semantics id="sm123">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>There is a neighborhood <italic>V</italic><sub>σ −</sub><italic><sub>i</sub></italic> of σ <sub>−i</sub> such that 
<inline-formula>
<mml:math id="mm124" display="inline">
<mml:semantics id="sm124">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> for <italic>all p<sub>-i</sub></italic> ∈ <italic>V</italic><sub>σ</sub><italic><sub>–i</sub></italic>, where 
<inline-formula>
<mml:math id="mm125" display="inline">
<mml:semantics id="sm125">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is defined by
<disp-formula id="FD60">
<mml:math id="mm126" display="block">
<mml:semantics id="sm126">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p></list-item></list></p></sec>
<sec>
<title>Claim 1</title>
<p>There exists a neighborhood <italic>O<sub>σ</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> such that
<disp-formula id="FD61">
<mml:math id="mm127" display="block">
<mml:semantics id="sm127">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Proof.</italic> By (<italic>i</italic>), for every <italic>y<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> there is a neighborhood <italic>O<sub>σ</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> such that
<disp-formula id="FD62">
<mml:math id="mm128" display="block">
<mml:semantics id="sm128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> For each <italic>n</italic> ∈ ℕ, define
<disp-formula id="FD63">
<mml:math id="mm129" display="block">
<mml:semantics id="sm129">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mo stretchy="true">∪</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>Each 
<inline-formula>
<mml:math id="mm130" display="inline">
<mml:semantics id="sm130">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is Borel measurable. In fact, Lemma 4 gives
<disp-formula id="FD64">
<label>(8)</label>
<mml:math id="mm131" display="block">
<mml:semantics id="sm131">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>ℙ</mml:mi>
<mml:mo>∗</mml:mo></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where 
<inline-formula>
<mml:math id="mm132" display="inline">
<mml:semantics id="sm132">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> Now, since u<italic><sub>i</sub></italic> and <italic>f</italic> are Borel measurable, for each 
<inline-formula>
<mml:math id="mm133" display="inline">
<mml:semantics id="sm133">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> the set <italic>X<sub>i</sub></italic> (<italic>V<sub>−i</sub></italic>) is Borel measurable. Therefore, each 
<inline-formula>
<mml:math id="mm134" display="inline">
<mml:semantics id="sm134">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is (by (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD64">8</xref>)) a countable union of Borel sets, and hence a Borel set itself.</p>
<p>Now observe that we have 
<inline-formula>
<mml:math id="mm135" display="inline">
<mml:semantics id="sm135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>⊘</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm136" display="inline">
<mml:semantics id="sm136">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>⊇</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup>
<mml:mo>⊇</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> Consequently, for any large enough <italic>n</italic>,
<disp-formula id="FD65">
<mml:math id="mm137" display="block">
<mml:semantics id="sm137">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sup</mml:mtext></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>ϱ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>Hence, for any sufficiently large <italic>n</italic>,
<disp-formula id="FD66">
<mml:math id="mm138" display="block">
<mml:semantics id="sm138">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>\</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>\</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>as desired.</p>
<p>Because <italic>σ</italic> ∈ <italic>M</italic>(<italic>δμ</italic>), there exists, for each <italic>i</italic>, <italic>ϱi</italic> ∈ <italic>M<sub>i</sub></italic> such that <italic>σ<sub>i</sub> =</italic> (<italic>1</italic> − <italic>δ</italic>) <italic>ϱ<sub>i</sub></italic> + <italic>δ</italic><italic>μ<sub>i</sub></italic>. Define
<disp-formula id="FD67">
<mml:math id="mm139" display="block">
<mml:semantics id="sm139">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mspace width="0.8em"/>
<mml:mtext>and</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.8em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> where 
<inline-formula>
<mml:math id="mm140" display="inline">
<mml:semantics id="sm140">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is defined by 
<inline-formula>
<mml:math id="mm141" display="inline">
<mml:semantics id="sm141">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula></p>
<p>By (<italic>ii</italic>), there exists a neighborhood <italic>O<sub>σ</sub></italic><sub>−<italic>i</italic></sub> of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> such that
<disp-formula id="FD68">
<mml:math id="mm142" display="block">
<mml:semantics id="sm142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for all</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> This, together with the definitions of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm143" display="inline">
<mml:semantics id="sm143">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm144" display="inline">
<mml:semantics id="sm144">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> gives, for any <italic>p</italic><sub>−</sub><italic><sub>i</sub></italic> in some neighborhood of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>
<disp-formula id="FD70">
<label>(9)</label>
<mml:math id="mm145" display="block">
<mml:semantics id="sm145">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> In addition, the definition of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm146" display="inline">
<mml:semantics id="sm146">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>and the equality 
<inline-formula>
<mml:math id="mm147" display="inline">
<mml:semantics id="sm147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> entail
<disp-formula id="FD71">
<label>(10)</label>
<mml:math id="mm148" display="block">
<mml:semantics id="sm148">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>ϱ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula> Consequently, for every <italic>p</italic><sub>-</sub><italic><sub>i</sub></italic> in some neighborhood of <italic>σ</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> we have
<disp-formula id="FD72">
<mml:math id="mm149" display="block">
<mml:semantics id="sm149">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>υ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>∫</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>ɛ</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>ɛ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></disp-formula>Here, the first inequality follows from (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD70">9</xref>), the second inequality is given by Claim 1, and the equality is a consequence of (<xref ref-type="disp-formula" rid="FD71">10</xref>). Hence, because 
<inline-formula>
<mml:math id="mm150" display="inline">
<mml:semantics id="sm150">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup>
<mml:mo>∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>, <italic>G̅<sub>δμ</sub></italic> is payoff secure.</p></sec></sec></body>
<back>
<sec sec-type="display-objects">
<title>Figures</title>
<fig id="f1-games-02-00235" position="float">
<label>Figure 1.</label>
<caption>
<p>Example 2: The payoff functions of <italic>G</italic>.</p></caption>
<graphic xlink:href="games-02-00235f1.gif"/></fig>
<fig id="f2-games-02-00235" position="float">
<label>Figure 2.</label>
<caption>
<p>Example 3: The payoff function for player 1.</p></caption>
<graphic xlink:href="games-02-00235f2.gif"/></fig>
<fig id="f3-games-02-00235" position="float">
<label>Figure 3.</label>
<caption>
<p>Example 4: Operating profit as a function of price.</p></caption>
<graphic xlink:href="games-02-00235f3.gif"/></fig></sec>
<ack>
<p>I am indebted to Efe Ok for his insights and encouragement; Efe read previous drafts and provided detailed comments. I also thank Rich McLean and Joel Sobel for several conversations, several anonymous referees for very useful remarks, and seminar participants at Barcelona Jocs and Rutgers for their comments. Part of this research was conducted while the author was visiting Universitat Autonoma de Barcelona. The author is grateful to this institution for its hospitality.</p></ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="b1-games-02-00235"><label>1.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Selten</surname><given-names>R.</given-names></name></person-group><article-title>Reexamination of the perfectness concept for equilibrium points in extensive games</article-title><source>Int. J. Game Theory</source><year>1975</year><volume>4</volume><fpage>25</fpage><lpage>55</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF01766400</pub-id></citation></ref>
<ref id="b2-games-02-00235"><label>2.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bertrand</surname><given-names>J.</given-names></name></person-group><article-title>Théorie mathématique de la richesse sociale</article-title><source>J. Savants</source><year>1883</year><fpage>499</fpage><lpage>508</lpage></citation></ref>
<ref id="b3-games-02-00235"><label>3.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hotelling</surname><given-names>H.</given-names></name></person-group><article-title>The stability of competition</article-title><source>Econ. J.</source><year>1929</year><volume>39</volume><fpage>41</fpage><lpage>57</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2224214</pub-id></citation></ref>
<ref id="b4-games-02-00235"><label>4.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Milgrom</surname><given-names>P.</given-names></name><name><surname>Weber</surname><given-names>R.</given-names></name></person-group><article-title>A theory of auctions and competitive bidding</article-title><source>Econometrica</source><year>1982</year><volume>50</volume><fpage>1089</fpage><lpage>1122</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/1911865</pub-id></citation></ref>
<ref id="b5-games-02-00235"><label>5.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fudenberg</surname><given-names>D.</given-names></name><name><surname>Gilbert</surname><given-names>R.</given-names></name><name><surname>Stiglitz</surname><given-names>J.</given-names></name><name><surname>Tirole</surname><given-names>J.</given-names></name></person-group><article-title>Preemption, leapfrogging, and competition in patent races</article-title><source>Eur. Econ. Rev.</source><year>1983</year><volume>22</volume><fpage>3</fpage><lpage>31</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0014-2921(83)90087-9</pub-id></citation></ref>
<ref id="b6-games-02-00235"><label>6.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bagnoli</surname><given-names>M.</given-names></name><name><surname>Lipman</surname><given-names>B.L.</given-names></name></person-group><article-title>Provision of public goods: Fully implementing the core through private contributions</article-title><source>Rev. Econ. Stud.</source><year>1989</year><volume>56</volume><fpage>583</fpage><lpage>601</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2297502</pub-id></citation></ref>
<ref id="b7-games-02-00235"><label>7.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Broecker</surname><given-names>T.</given-names></name></person-group><article-title>Credit-worthiness tests and interbank competition</article-title><source>Econometrica</source><year>1990</year><volume>58</volume><fpage>429</fpage><lpage>452</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2938210</pub-id></citation></ref>
<ref id="b8-games-02-00235"><label>8.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pitchik</surname><given-names>C.</given-names></name><name><surname>Schotter</surname><given-names>A.</given-names></name></person-group><article-title>Perfect equilibria in budget-constrained sequential auctions:An experimental study</article-title><source>Rand J. Econ.</source><year>1988</year><volume>19</volume><fpage>363</fpage><lpage>388</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2555662</pub-id></citation></ref>
<ref id="b9-games-02-00235"><label>9.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Allen</surname><given-names>B.</given-names></name></person-group><article-title>Using trembling-hand perfection to allieviate the interlinked principal-agent problem</article-title><source>Scand. J. Econ.</source><year>1988</year><volume>90</volume><fpage>373</fpage><lpage>382</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/3440314</pub-id></citation></ref>
<ref id="b10-games-02-00235"><label>10.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Simon</surname><given-names>L.K.</given-names></name><name><surname>Stinchcombe</surname><given-names>M.B.</given-names></name></person-group><article-title>Equilibrium refinement for infinite normal-form games</article-title><source>Econometrica</source><year>1995</year><volume>63</volume><fpage>1421</fpage><lpage>1443</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2171776</pub-id></citation></ref>
<ref id="b11-games-02-00235"><label>11.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Carbonell-Nicolau</surname><given-names>O.</given-names></name></person-group><article-title>On the existence of pure-strategy perfect equilibrium in discontinuous games</article-title><source>Games Econ. Behav.</source><year>2011</year><volume>71</volume><fpage>23</fpage><lpage>48</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.geb.2010.07.005</pub-id></citation></ref>
<ref id="b12-games-02-00235"><label>12.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Carbonell-Nicolau</surname><given-names>O.</given-names></name></person-group><article-title>Perfect and limit admissibe perfect equilibria in discontinuous games</article-title><source>J. Math. Econ.</source><comment>(forthcoming)</comment></citation></ref>
<ref id="b13-games-02-00235"><label>13.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Van Damme</surname><given-names>E.E.C.</given-names></name></person-group><source>Stability and Perfection of Nash Equilibria</source><publisher-name>Springer-Berlag</publisher-name><publisher-loc>Berlin, Germany</publisher-loc><year>2002</year></citation></ref>
<ref id="b14-games-02-00235"><label>14.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Reny</surname><given-names>P.J.</given-names></name></person-group><article-title>On the existence of pure and mixed strategy Nash equilibria in discontinuous games</article-title><source>Econometrica</source><year>1999</year><volume>67</volume><fpage>1029</fpage><lpage>1056</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1111/1468-0262.00069</pub-id></citation></ref>
<ref id="b15-games-02-00235"><label>15.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Al-Najjar</surname><given-names>N.</given-names></name></person-group><article-title>Strategically stable equilibria in games with infinitely many pure strategies</article-title><source>Math. Soc. Sci.</source><year>1995</year><volume>29</volume><fpage>151</fpage><lpage>164</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0165-4896(94)00765-Z</pub-id></citation></ref>
<ref id="b16-games-02-00235"><label>16.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dunford</surname><given-names>N.</given-names></name><name><surname>Schwartz</surname><given-names>J.T.</given-names></name></person-group><source>Linear Operators, Part I: General Theory</source><publisher-name>John Wiley and Sons</publisher-name><publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc><year>1957</year></citation></ref>
<ref id="b17-games-02-00235"><label>17.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sion</surname><given-names>M.</given-names></name><name><surname>Wolfe</surname><given-names>P.</given-names></name></person-group><article-title>On a game without a value</article-title><source>Contributions to the Theory of Games, Volume III</source><person-group person-group-type="editor"><name><surname>Dresher</surname><given-names>M.</given-names></name><name><surname>Tucker</surname><given-names>A.W.</given-names></name><name><surname>Wolfe</surname><given-names>P.</given-names></name></person-group><publisher-name>Princeton University Press</publisher-name><publisher-loc>Princeton, NJ, USA</publisher-loc><year>1957</year></citation></ref>
<ref id="b18-games-02-00235"><label>18.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Carmona</surname><given-names>G.</given-names></name></person-group><article-title>On the existence of equilibria in discontinuous games: Three counterexamples</article-title><source>Int. J. Game Theory</source><year>2005</year><volume>33</volume><fpage>181</fpage><lpage>187</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s001820400187</pub-id></citation></ref>
<ref id="b19-games-02-00235"><label>19.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Monteiro</surname><given-names>P.K.</given-names></name><name><surname>Page</surname><given-names>F.H.</given-names></name></person-group><article-title>Uniform payoff security and Nash equilibrium in compact games</article-title><source>J. Econ. Theory</source><year>2007</year><volume>134</volume><fpage>566</fpage><lpage>575</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jet.2006.01.007</pub-id></citation></ref>
<ref id="b20-games-02-00235"><label>20.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Barelli</surname><given-names>P.</given-names></name><name><surname>Soza</surname><given-names>I.</given-names></name></person-group><article-title>On the existence of Nash equilibria in discontinuous and qualitative games</article-title><year>2008</year><comment>(mimeo)</comment></citation></ref>
<ref id="b21-games-02-00235"><label>21.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baye</surname><given-names>M.R.</given-names></name><name><surname>Tian</surname><given-names>G.</given-names></name><name><surname>Zhou</surname><given-names>J.</given-names></name></person-group><article-title>Characterizations of the existence of equilibria in games with discontinuous and non-quasiconcave payoffs</article-title><source>Rev. Econ. Stud.</source><year>1993</year><volume>60</volume><fpage>935</fpage><lpage>948</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2298107</pub-id></citation></ref>
<ref id="b22-games-02-00235"><label>22.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baye</surname><given-names>M.R.</given-names></name><name><surname>Morgan</surname><given-names>J.</given-names></name></person-group><article-title>Winner-take-all price competition</article-title><source>Econ. Theory</source><year>2002</year><volume>19</volume><fpage>271</fpage><lpage>282</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1007/PL00004212</pub-id></citation></ref>
<ref id="b23-games-02-00235"><label>23.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Page</surname><given-names>F.H.</given-names></name><name><surname>Monteiro</surname><given-names>P.K.</given-names></name></person-group><article-title>Three principles of competitive nonlinear pricing</article-title><source>J. Math. Econ.</source><year>2003</year><volume>39</volume><fpage>63</fpage><lpage>109</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0304-4068(02)00084-8</pub-id></citation></ref></ref-list>
<fn-group><fn id="fn1-games-02-00235">
<label>1</label>
<p>For instance, sometimes the Nash equilibrium concept is too weak to sustain a given result, and the notion of trembling-hand perfection constitutes a natural refinement of the set of Nash equilibria. Beyond its intuitive appeal, trembling-hand perfection is weaker than other refinements, and therefore permits more general theories.</p></fn><fn id="fn2-games-02-00235">
<label>2</label>
<p>Allen [<xref ref-type="bibr" rid="b9-games-02-00235">9</xref>] and Pitchik and Schotter [<xref ref-type="bibr" rid="b8-games-02-00235">8</xref>] finitize their respective games at the outset, rather than approaching an infinite game by a series of successively larger finite games. However, their models are most conveniently analyzed in terms of continua of actions.</p></fn><fn id="fn3-games-02-00235">
<label>3</label>
<p>Constructing a measurable map can sometimes be cumbersome, especially if pure strategies are, say, maps between metric spaces rather than points in Euclidean space.</p></fn><fn id="fn4-games-02-00235">
<label>4</label>
<p>In Definition 2, each <italic>μ<sup>n</sup></italic> is an exact equilibrium of the perturbed game 
<inline-formula>
<mml:math id="mm151" display="inline">
<mml:semantics id="sm151">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>̅</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>δ</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula>. Should one insist upon requiring that these equilibria be exact? While letting each <italic>μ<sup>n</sup></italic> be an <italic>∈<sup>n</sup></italic>-equilibrium (with (<italic>∈<sup>n</sup></italic>, <italic>δ<sup>n</sup></italic>) → 0) would still give a (weak) refinement of Nash equilibrium, <italic>any</italic> Nash equilibrium would survive this weakening of Definition 2. In fact, given a Nash equilibrium <italic>μ</italic> of <italic>G</italic>, take <italic>ν</italic> ∈ Mˆ and a sequence (0, 1) ∋ <italic>δ<sup>n</sup></italic> → 0, and observe that each
<disp-formula>
<mml:math id="mm152" display="block">
<mml:semantics id="sm152">
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo mathvariant="italic">δ</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="italic">μ</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo mathvariant="italic">δ</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo>ν</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo mathvariant="italic">δ</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mo mathvariant="italic">μ</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mo mathvariant="italic">δ</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mo>ν</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo mathvariant="italic">δ</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mo mathvariant="italic">μ</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mo mathvariant="italic">δ</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mo>ν</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:semantics></mml:math></disp-formula>is an <italic>∈<sup>n</sup></italic> -equilibrium of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm153" display="inline">
<mml:semantics id="sm153">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>̅</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>δ</mml:mo>
<mml:mo>n</mml:mo>
<mml:mo>ν</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> for some <italic>∈<sup>n</sup></italic> → 0, and we have (1 − <italic>δ<sup>n</sup></italic>)<italic>μ</italic> + <italic>δ<sup>n</sup>ν</italic> → <italic>μ</italic>.</p></fn><fn id="fn5-games-02-00235">
<label>5</label>
<p>The reader is referred to the discussion following the statement of Theorem 2 for a comparison between Proposition 1 and Proposition 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>].</p></fn><fn id="fn6-games-02-00235">
<label>6</label>
<p>A game <italic>G</italic> = 
<inline-formula>
<mml:math id="mm154" display="inline">
<mml:semantics id="sm154">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is <italic>quasiconcave</italic> if each <italic>X<sub>i</sub></italic> is a convex subset of a vector space and for each <italic>i</italic> and every <italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub> ∈ <italic>X</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>, <italic>u<sub>i</sub></italic> (.,<italic>x</italic><sub>−<italic>i</italic></sub>) is quasiconcave of <italic>X<sub>i</sub></italic>.</p></fn><fn id="fn7-games-02-00235">
<label>7</label>
<p>If <italic>X<sub>i</sub></italic> is compact and metric, the weak* topology on M<sub>i</sub> coincides with the topology induced by the Prokhorov metric on <italic>M<sub>i</sub></italic>. Hence, if <italic>X<sub>i</sub></italic> is nonempty, compact, and metric, then <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δ<sub>i</sub>μ<sub>i</sub></italic>) is nonempty and metric. In addition, if <italic>X<sub>i</sub></italic> is nonempty, compact, and metric, <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δμ<sub>i</sub></italic>) is a nonempty convex subset of the weakly* compact set <italic>M<sub>i</sub></italic>. It is easy to check that <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δμ<sub>i</sub></italic>) is strongly closed, and therefore (Dunford and Schwartz ([<xref ref-type="bibr" rid="b16-games-02-00235">16</xref>], Theorem V.3.13, p. 422)) weakly* closed, so <italic>M<sub>i</sub></italic>(<italic>δμ<sub>i</sub></italic>) is weakly* compact.</p></fn><fn id="fn8-games-02-00235">
<label>8</label>
<p>Even the generalized notion of better-reply security of Barelli and Soza [<xref ref-type="bibr" rid="b20-games-02-00235">20</xref>] or the conditions for existence of Baye <italic>et al.</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="b21-games-02-00235">21</xref>] need not hold for the perturbation <italic>G̅</italic><italic><sub>δμ</sub></italic> when <italic>G</italic> is uniformly payoff secure and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm155" display="inline">
<mml:semantics id="sm155">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous.</p></fn><fn id="fn9-games-02-00235">
<label>9</label>
<p>While <italic>G</italic> is quasi-symmetric in the sense of Reny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>], and so an appropriate choice of <italic>μ</italic> renders 
<inline-formula>
<mml:math id="mm156" display="inline">
<mml:semantics id="sm156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>̅</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>δ</mml:mo>
<mml:mo>μ</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> quasi-symmetric, 
<inline-formula>
<mml:math id="mm157" display="inline">
<mml:semantics id="sm157">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>̅</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>δ</mml:mo>
<mml:mo>μ</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> also violates diagonal better-reply security (as defined in [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>]).</p></fn><fn id="fn10-games-02-00235">
<label>10</label>
<p>This means that the machinery developed in the literature on the existence of Nash equilibria cannot be employed to establish the existence of a Nash equilibrium in 
<inline-formula>
<mml:math id="mm158" display="inline">
<mml:semantics id="sm158">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>̅</mml:mo></mml:mover></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>δ</mml:mo>
<mml:mo>μ</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> under the assumption that <italic>G</italic> is uniformly payoff secure and 
<inline-formula>
<mml:math id="mm159" display="inline">
<mml:semantics id="sm159">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> is upper semicontinuous. We ignore if uniform payoff security of <italic>G</italic> and upper semicontinuity of 
<inline-formula>
<mml:math id="mm160" display="inline">
<mml:semantics id="sm160">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>∑</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow>
<mml:mspace width="0.2em"/>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> implies the existence of a <italic>thp</italic> equilibrium in <italic>G</italic>. If this were true, its proof would require an <italic>appropriate</italic> generalization of the main theorem ofReny [<xref ref-type="bibr" rid="b14-games-02-00235">14</xref>].</p></fn><fn id="fn11-games-02-00235">
<label>11</label>
<p>The following generalization of Condition (A) leaves all of our results intact.</p>
<p>Condition(A′).</p>
<p>There exists 
<inline-formula>
<mml:math id="mm161" display="inline">
<mml:semantics id="sm161">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>μ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>∈</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="true">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:semantics></mml:math></inline-formula> such that for each <italic>i</italic> and every <italic>ε</italic> &gt; 0 there is a sequence (<italic>f<sub>k</sub></italic>) of Borel measurable maps <italic>f<sub>k</sub></italic> : <italic>X<sub>i</sub></italic> → <italic>X<sub>i</sub></italic> such that the following is satisfied:
<list list-type="alpha-lower">
<list-item>
<p>For each <italic>k</italic>, <italic>x<sub>i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>i</sub></italic> and <italic>y<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>−i</sub></italic> there is a neighborhood <italic>O<sub>y<sub>−i</sub></sub></italic>of <italic>y<sub>−i</sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>f<sub>k</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>), <italic>O<sub>y<sub>−i</sub></sub></italic> &gt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>y<sub>−i</sub></italic>) – <italic>ε</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p>For each <italic>y<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>X<sub>−i</sub></italic> there is a subset <italic>Y<sub>i</sub></italic> of <italic>X<sub>i</sub></italic> with <italic>μ<sub>i</sub></italic> (<italic>Y<sub>i</sub></italic>) = 1 such that for each <italic>x<sub>i</sub></italic>∈ <italic>Y<sub>i</sub></italic> and every sufficiently large <italic>k</italic>, there is a neighborhood <italic>V<sub>y<sub>−i</sub></sub></italic> of <italic>y<sub><sub>−i</sub></sub></italic> such that <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>f<sub>k</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>), <italic>z<sub><sub>−i</sub></sub></italic>)&lt; <italic>u<sub>i</sub></italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>z<sub>−i</sub></italic>) + <italic>ε</italic> for all <italic>z<sub>−i</sub></italic> ∈ <italic>V<sub>y−i</sub></italic></p></list-item></list></p></fn><fn id="fn12-games-02-00235">
<label>12</label>
<p>Lemma 2 is similar to Lemma 1 in Carbonell-Nicolau [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]. We provide a comparison between these two results after the statement of Theorem 2.</p></fn><fn id="fn13-games-02-00235">
<label>13</label>
<p>The hypothesis is weaker because it does not assume concavity or quasiconcavity-like conditions, while the conclusion is weaker because trembling-hand perfect equilibria may be in mixed strategies.</p></fn><fn id="fn14-games-02-00235">
<label>14</label>
<p>The relationship between Corollary 1 and Corollaries 1 and 3 in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>] is similar to that between Theorem 2 and Theorems 3 and 4 in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>]. In particular, Corollary 1 is not implied by the results in [<xref ref-type="bibr" rid="b11-games-02-00235">11</xref>].</p></fn><fn id="fn15-games-02-00235">
<label>15</label>
<p>This game fails entire payoff security.</p></fn><fn id="fn16-games-02-00235">
<label>16</label>
<p>It is shown in [<xref ref-type="bibr" rid="b23-games-02-00235">23</xref>] that <italic>v</italic>* is measurable in types and continuous in catalog profiles, while the correspondence Φ is jointly measurable in types and catalog profiles and upper hemicontinuous in catalog profiles.</p></fn></fn-group></back></article>
