期待値の計算
期待値の計算を、1行に値とその確率を入力するだけで行えます。例えば、−1が50 %、2が30 %、10が20 %なら、期待値E(X)は2.1、標準偏差は4.16になります。分数やパーセントでの入力にも対応しています。
出典:Wikipedia – Erwartungswert。更新日:
計算方法
確率変数の期待値は、起こりうる値すべてを確率で重みづけした平均で、E(X)=Σ xᵢ·pᵢで求めます。とても多くの回数を繰り返したときの平均がわかります。分散と標準偏差は、値が期待値のまわりにどれくらい散らばるかを表します。
計算のしかた
各値xにはその確率pがあり、確率の合計は1です。各値に確率をかけて足します。−1(50 %)、2(30 %)、10(20 %)なら、E(X)=−0.5+0.6+2=2.1です。分散はVar(X)=E(X²)-E(X)²で、ここでは21.7-4.41=17.29、標準偏差はσ=√17.29≒4.16です。1から6の目がそれぞれ1/6で出る公平なさいころでは、E(X)=3.5、Var(X)=35/12≒2.92、σ≒1.71になります。
入力と正規化
確率は、小数、分数(1/6)、パーセント(16.7 %)のどれでも書けます。丸めの影響で合計がちょうど1にならない場合も、小さなずれは許容されます。相対度数や重みを入力するときは、「確率を正規化する」で各値を合計で割れます。
- 期待値は、実際に起こりうる値である必要はありません。さいころで3.5が出ることはありません。
- 参加費のあるゲームでは、賞金から参加費を引いた値を使い、E(X)=0なら「公平」です。
- 測定値の平均を求めたいときは、平均の計算ツールを使ってください。
よくある質問
期待値はどう計算しますか。
起こりうる各値にその確率をかけて、すべての積を足します。E(X)=x₁·p₁+x₂·p₂+…です。さいころなら(1+2+…+6)/6=3.5になります。
ゲームで期待値が0とはどういう意味ですか。
長い目で見ると平均の利益がゼロで、勝ちと負けが釣り合うという意味です。これを公平なゲームといいます。期待値がマイナスなら、平均して損をします。
期待値、分散、標準偏差はどう関係しますか。
分散は、期待値からのずれの2乗の期待値で、Var(X)=E(X²)-E(X)²です。標準偏差はその平方根で、Xと同じ単位になります。
出典・根拠
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