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Calcolatore del Valore Atteso

Elenca gli esiti possibili con le loro probabilità — decimali, percentuali o frazioni come 1/6 — oppure con quante volte si sono verificati, e ottieni il valore atteso E(X), la varianza e la deviazione standard, con una tabella di lavoro. Il calcolatore verifica che le probabilità sommino a 1 e carica esempi svolti per un gioco con i dadi, una polizza assicurativa e un biglietto della lotteria.

Il secondo numero di ogni riga è

0 esiti letti. Le probabilità possono essere decimali (0,25), percentuali (25%) o frazioni (1/4). Se scrivi i decimali con la virgola, separa i campi con il punto e virgola (3; 0,25). Le parole prima dei numeri vengono ignorate, quindi puoi etichettare ogni riga.

Prova un esempio

Inserisci almeno due esiti, uno per riga.

Come usare il calcolatore del valore atteso

  1. 1. Scegli probabilità o frequenze. Usa le probabilità per una distribuzione teorica, e le frequenze quando hai dei conteggi: il calcolatore li divide per il loro totale.
  2. 2. Inserisci un esito per riga. Prima il valore, poi la sua probabilità o frequenza: 3, 1/6. Le parole davanti ai numeri vengono ignorate, quindi una riga può essere Vittoria: esce un sei, 3, 1/6. Se scrivi i decimali con la virgola, separa i campi con il punto e virgola, per esempio 3; 0,25.
  3. 3. Leggi E(X), la varianza e la SD. Se le probabilità non sommano a 1, il calcolatore lo segnala invece di produrre una risposta fuorviante; una somma entro 0,01 da 1 è accettata come arrotondamento.
  4. 4. Segui la tabella. Ogni riga mostra x × P(x) e (x − μ)² × P(x); i totali di colonna sono il valore atteso e la varianza.

Valore atteso, varianza e deviazione standard

Valore atteso

E(X) = μ = Σ x × P(x)

Varianza

Var(X) = Σ (x − μ)² × P(x) = Σ x² × P(x) − μ²

Deviazione standard

SD(X) = √Var(X)

Il valore atteso pesa ciascun esito in base a quanto è probabile. Perché abbia senso, ogni probabilità deve stare tra 0 e 1 e tutte insieme devono sommare esattamente a 1: ogni esito possibile elencato una sola volta. La varianza misura quanto gli esiti si discostano in genere dal valore atteso, quindi è una misura del rischio: due scommesse possono avere lo stesso E(X) e dispersioni molto diverse.

Con le frequenze, ogni conteggio viene diviso per il totale per ottenere una probabilità empirica. Se 20 famiglie hanno 0, 1, 2 o 3 figli, con conteggi 4, 9, 5 e 2, le probabilità sono 0,2, 0,45, 0,25 e 0,1, e E(X) = 1,25 figli, con una SD di 0,8874: un promemoria che il valore atteso non deve essere un valore che può effettivamente verificarsi.

Tre esempi svolti

EsempioEsitiE(X)SD(X)
Gioco con il dadoVince 3 $ con probabilità 1/6; perde 1 $ con probabilità 5/6−0,33 $1,49 $
Assicurazione, dal punto di vista dell'assicuratoreIncassa il premio di 200 $ con probabilità 0,998; paga 49.800 $ netti con probabilità 0,002+100 $2.233,83 $
Biglietto della lotteriaVince 499 $ netti con probabilità 0,001; perde la posta di 1 $ con probabilità 0,999−0,50 $15,80 $

Il gioco con il dado. Paghi 1 $ per lanciare un dado e vinci 4 $ con un sei, un guadagno netto di 3 $. E(X) = 3 × 1/6 + (−1) × 5/6 = −1/3, quindi in media perdi circa 33 centesimi a partita. Gioca 600 volte e dovresti aspettarti di essere in perdita di circa 200 $.

La polizza assicurativa. Un'assicurazione fa pagare 200 $ l'anno una polizza che versa 50.000 $ con probabilità dello 0,2%. Il suo profitto atteso è 200 × 0,998 + (−49.800) × 0,002 = 100 $ per polizza, quindi per il cliente il valore atteso è −100 $. Acquistare può comunque essere razionale: il cliente scambia una perdita piccola e certa con la protezione da una perdita grande, e la SD di 2.233,83 $ è il rischio che viene trasferito.

Il biglietto della lotteria. Un biglietto «pick three» da 1 $ vince 500 $ se escono le tue tre cifre: una probabilità di 1 su 1.000. E(X) = 499 × 0,001 + (−1) × 0,999 = −0,50: in media, metà di ogni dollaro puntato va perso.

Domande frequenti

Come si calcola il valore atteso?
Moltiplica ciascun esito possibile per la sua probabilità e somma i prodotti: E(X) = Σ x × P(x). Per un dado a sei facce equilibrato, E(X) = (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6) × 1/6 = 3,5. La tabella di lavoro qui sopra mostra ciascun prodotto per la tua distribuzione.
Il valore atteso può essere negativo?
Sì. Un valore atteso negativo significa che, in media su molte ripetizioni, si perde: è tipico dei giochi d'azzardo e delle lotterie, dove il banco ha un vantaggio incorporato. Il suo segno dipende da come definisci gli esiti: il +100 $ dell'assicuratore è il −100 $ del cliente.
Qual è la differenza tra valore atteso e media?
Il valore atteso è la media di una distribuzione di probabilità, cioè la media a lungo termine che otterresti con infinite prove. La media campionaria è la media dei dati che hai effettivamente osservato. Per la legge dei grandi numeri, la media campionaria di molte prove indipendenti si avvicina sempre di più al valore atteso.
Le probabilità devono sommare a 1?
Sì. Una distribuzione di probabilità valida elenca ogni esito possibile una sola volta, quindi le probabilità devono sommare a 1. Se non lo fanno, manca un esito, ne è stato contato due volte oppure i numeri sono in realtà conteggi: in quel caso passa alle frequenze e il calcolatore le convertirà.
Come si trova la varianza di una distribuzione di probabilità?
Eleva al quadrato la distanza di ciascun esito dal valore atteso, moltiplicala per la sua probabilità e somma: Var(X) = Σ (x − μ)² × P(x). Una scorciatoia dà lo stesso risultato: Var(X) = Σ x² × P(x) − μ². La deviazione standard è la radice quadrata della varianza, nelle stesse unità degli esiti.
Perché le persone comprano biglietti della lotteria se il valore atteso è negativo?
Il valore atteso descrive la media a lungo termine, e le persone non decidono solo in base alle medie. La lotteria offre una piccola probabilità di una somma che cambia la vita in cambio di una posta irrisoria, e l'assicurazione elimina una perdita rovinosa a un costo prevedibile. La teoria delle decisioni lo descrive con l'utilità: valutare gli esiti per le loro conseguenze e non per il loro valore nominale.

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