Table 1: Payoffs with no externalities1 Upstream Competition
vD1
1 12
+
+
Π(D 1 UA UB ) + Π(D1 UA ) − 3Π(D2 UB ) x Π(D1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) + Π(D1 UB ) y −3 Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) − Π(D2 UA )
=
1 12
−
+
3Π(D 1 UA UB ) − Π(D1 UA ) + 3Π(D2 UB ) x Π(D1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) − Π(D1 UB ) y Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) + Π(D2 UA )
=
1 12
+
+
Π(D A UB ) + Π(D1 UA ) − 3Π(D2 UB ) 1U x −3 Π(D1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) − Π(D1 UB ) y Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) + Π(D2 UA )
=
1 12
+
Π(D 1 UA UB ) − Π(D1 UA ) + 3Π(D2 UB ) x Π(D1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) + Π(D1 UB ) y Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) − Π(D2 UA )
+
vUA
+
vUB
+ +
1 Where
= +
vD2
Upstream Monopoly (UA owns UB )
3Π(D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
vD1
1 12
+
Π(D1 UA UB ) + Π(D1 UA )
+ −
(1 − y)Π(D1 D2 UB ) − 3yΠ(D2 UA UB ) yΠ(D2 UA ) + (1 − y)Π(D1 UB )
=
1 12
−
3Π(D1 UA UB ) − Π(D1 UA )
+ +
(1 − y)Π(D1 D2 UB ) + yΠ(D2 UA UB ) yΠ(D2 UA ) − (1 − y)Π(D1 UB )
=
1 12
+
Π(D1 UA UB ) + Π(D1 UA )
− +
3(1 − y)Π(D1 D2 UB ) + yΠ(D2 UA UB ) yΠ(D2 UA ) − (1 − y)Π(D1 UB )
=
1 12
+
Π(D1 UA UB ) − Π(D1 UA )
+ −
(1 − y)Π(D1 D2 UB ) + yΠ(D2 UA UB ) yΠ(D2 UA ) + (1 − y)Π(D1 UB )
3Π(D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
vD2
3Π(D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
vUA
3Π(D1 D2 UA UB ) − 3Π(D1 D2 UA )
vUB
∂(νD1 +νUA ) ∂(−x)
=
1 6
Π(D1 D2 UB ) − Π(D2 UB )
∂(νD1 +νUA ) ∂(−x)
=
0
∂(νD1 +νUA ) ∂(−y)
=
1 6
Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB )
∂(νD1 +νUA ) ∂(−y)
=
1 6
(x, y) = (1, 1) for NI, (0, 1) for FI, and (1, 0) for BI.
1
=
3Π(D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
3Π(D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
3Π(D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
3Π(D1 D2 UA UB ) − 3Π(D1 D2 UA )
Π(D2 UA UB ) − Π(D1 D2 UB )
Table 2: Payoffs in competitive externalities case1 Upstream Competition
vD1
+
ˆ 1 D2 UA UB ) + Π(D ˆ 1 D2 UA ) xy 3Π(D ˆ ˆ ˆ 1 D2 UA ) ˆ U C (D1 D2 UA UB ) + Π(D (1 − xy) 3Π
+
Π(D1 UA UB ) − 2Π(D1 UA ) + 3Π(D1 UB ) − 3Π(D2 UA )
×
+
3Π(D 1 UA , D2 UB ) − 3Π(D2 UB , D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) − 2Π(D1 UB ) + 3Π(D2 UA ) x Π(D y −3Π(D2 UA UB ) + 3Π(D2 UB ) + 2Π(D2 UA ) − 3Π(D1 UB ) xy 3Π(D1 UB , D2 UA ) − 3Π(D2 UA , D1 UB )
+
=
+ + +
vD2
vD1
1 12
+
(1 − xy) ˆˆ ˆˆ 3Π U M (D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
−
Π(D1 UA UB ) + Π(D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) − 3yΠ(D2 UA UB ) (1 − y)Π(D yΠ(D2 UA ) + (1 − y)Π(D1 UB )
=
1 12
+
(1 − xy) ˆˆ ˆˆ 3Π (D D U U ) + Π(D D U ) UM 1 2 A B 1 2 A
+
−
3Π(D1 UA UB ) + 2Π(D1 UA ) − 3Π(D1 UB ) + 3Π(D2 UA )
×
−
3Π(D 1 UA , D2 UB ) + 3Π(D2 UB , D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) + 2Π(D1 UB ) − 3Π(D2 UA ) x Π(D y Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) − 2Π(D2 UA ) + 3Π(D1 UB ) xy −3Π(D1 UB , D2 UA ) + 3Π(D2 UA , D1 UB )
−
+
1 12
vD2
+
=
1 12
+
(1 − xy) ˆˆ ˆˆ 3Π U M (D1 D2 UA UB ) + Π(D1 D2 UA )
+
+ +
Π(D1 UA UB ) − 2Π(D1 UA ) − 3Π(D1 UB ) + 3Π(D2 UA )
×
+
3Π(D 1 UA , D2 UB ) − 3Π(D2 UB , D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) + 3Π(D2 UB ) + 2Π(D1 UB ) − 3Π(D2 UA ) x −3Π(D y Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) − 2Π(D2 UA ) + 3Π(D1 UB ) xy −3Π(D1 UB , D2 UA ) + 3Π(D2 UA , D1 UB )
+
=
+ + +
vUA
+
ˆ 1 D2 UA UB ) − 3Π(D ˆ 1 D2 UA ) xy 3Π(D ˆ ˆ ˆ U C (D1 D2 UA UB ) − 3Π(D ˆ 1 D2 UA ) (1 − xy) 3Π
+
Π(D1 UA UB ) + 2Π(D1 UA ) + 3Π(D1 UB ) − 3Π(D2 UA )
−
3Π(D 1 UA , D2 UB ) + 3Π(D2 UB , D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) − 2Π(D1 UB ) + 3Π(D2 UA ) x Π(D y Π(D2 UA UB ) − Π(D2 UB ) + 2Π(D2 UA ) − 3Π(D1 UB ) xy 3Π(D1 UB , D2 UA ) − 3Π(D2 UA , D1 UB )
=
+ + +
1 12
2
ˆ 1 D2 UA UB ) + Π(D ˆ 1 D2 UA ) xy 3Π(D
+
Π(D1 UA UB ) + Π(D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) + yΠ(D2 UA UB ) 3(1 − y)Π(D yΠ(D2 UA ) − (1 − y)Π(D1 UB )
=
1 12
+
(1 − xy) ˆˆ ˆ ˆ 3Π U M (D1 D2 UA UB ) − 3Π(D1 D2 UA )
−
vUB
ˆ 1 D2 UA ) ˆ 1 D2 UA UB ) + Π(D xy 3Π(D
3Π(D1 UA UB ) − Π(D1 UA ) ˆ 1 D2 UB ) + yΠ(D2 UA UB ) (1 − y)Π(D yΠ(D2 UA ) − (1 − y)Π(D1 UB )
ˆ 1 D2 UA UB ) + Π(D ˆ 1 D2 UA ) xy 3Π(D ˆ ˆ ˆ U C (D1 D2 UA UB ) + Π(D ˆ 1 D2 UA ) (1 − xy) 3Π 1 12
ˆ 1 D2 UA UB ) + Π(D ˆ 1 D2 UA ) xy 3Π(D
=
+
+
vUB
1 12
ˆ 1 D2 UA ) ˆ 1 D2 UA UB ) + Π(D xy 3Π(D ˆ ˆ ˆ 1 D2 UA ) ˆ U C (D1 D2 UA UB ) + Π(D (1 − xy) 3Π
=
+
vUA
Upstream Monopoly (UA owns UB )
×
ˆ 1 D2 UA UB ) − 3Π(D ˆ 1 D2 UA ) xy 3Π(D
+
Π(D1 UA UB ) − Π(D1 UA )
+
ˆ 1 D2 UB ) + yΠ(D2 UA UB ) (1 − y)Π(D yΠ(D2 UA ) + (1 − y)Π(D1 UB )
−
Table 2: (Continued)
∂(νD1 +νUA ) ∂(−x)
= y=1
+ +
∂(νD1 +νUA ) ∂(−y)
= x=1
+ +
1 2
ˆ ˆ U C (D1 D2 UA UB ) − Π(D ˆ 1 D2 UA UB ) Π
∂(νD1 +νUA ) ∂(−x)
= y=1
ˆ ˆ 1 D2 UA ) ˆ 1 D2 UA ) − Π(D Π(D ˆ 1 D2 UB ) − Π(D2 UB ) Π(D 1 6
ˆ ˆ U C (D1 D2 UA UB ) − Π(D ˆ 1 D2 UA UB ) Π ˆ 1 ˆ ˆ 2 UA ) 6 Π(D1 D2 UA ) − Π(D1 D ˆ 2 UA UB ) − Π(D2 UB ) Π(D 1 2
+
∂(νD1 +νUA ) ∂(−y)
= x=1
+ +
3
ˆˆ ˆ Π U M (D1 D2 UA UB ) − Π(D1 D2 UA UB ) 1 ˆ ˆ 1 D2 UA ) ˆ 1 D2 UA ) − Π(D Π(D 6
ˆˆ ˆ Π U M (D1 D2 UA UB ) − Π(D1 D2 UA UB ) ˆ 1 ˆ ˆ A ) − 2Π(D1 D2 UA ) 6 Π(D1 D2 U Π(D2 UA UB )
1 2
1 2