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기댓값 계산기

가능한 결과와 그 확률(소수, 백분율 또는 1/6 같은 분수)을 나열하거나, 각 결과가 나온 횟수를 입력하면 기댓값 E(X), 분산, 표준편차를 계산표와 함께 얻을 수 있습니다. 계산기는 확률의 합이 1인지 확인하며, 주사위 게임, 보험 증권, 복권의 실제 예시를 불러올 수 있습니다.

각 줄의 두 번째 숫자는

결과 0개를 읽었습니다. 확률은 소수(0.25), 백분율(25%) 또는 분수(1/4)로 쓸 수 있습니다. 숫자 앞의 단어는 무시되므로 각 줄에 이름을 붙일 수 있습니다.

예시 사용해 보기

결과를 한 줄에 하나씩 두 개 이상 입력하세요.

기댓값 계산기 사용 방법

  1. 1. 확률 또는 빈도를 고르세요. 이론적 분포라면 확률을, 횟수 자료가 있다면 빈도를 사용하세요. 계산기가 빈도를 총합으로 나눕니다.
  2. 2. 한 줄에 결과 하나씩 입력하세요. 값을 먼저, 그다음 확률이나 빈도를 씁니다: 3, 1/6. 숫자 앞의 단어는 무시되므로 이김: 6이 나오면, 3, 1/6처럼 각 줄에 이름을 붙일 수 있습니다.
  3. 3. E(X), 분산, SD를 읽으세요. 확률의 합이 1이 아니면 잘못된 답을 내는 대신 그 사실을 알려 줍니다. 1과 0.01 이내의 합은 반올림으로 보아 받아들입니다.
  4. 4. 계산표를 따라가세요. 각 행은 x × P(x)와 (x − μ)² × P(x)를 보여 주며, 열의 합계가 기댓값과 분산입니다.

기댓값, 분산 및 표준편차

기댓값

E(X) = μ = Σ x × P(x)

분산

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

표준편차

SD(X) = √Var(X)

기댓값은 각 결과에 그 결과가 나올 가능성을 곱해 가중 평균을 냅니다. 이것이 의미를 가지려면 모든 확률이 0과 1 사이에 있고, 합이 정확히 1이어야 합니다. 즉 가능한 결과가 모두 한 번씩 나열되어야 합니다. 분산은 결과가 기댓값에서 보통 얼마나 떨어져 있는지를 재므로 위험의 척도입니다. 기댓값은 같지만 흩어짐이 매우 다른 두 내기가 있을 수 있습니다.

빈도로 입력하면 각 횟수를 총합으로 나누어 경험적 확률을 얻습니다. 20가구가 0, 1, 2, 3명의 자녀를 두었고 그 횟수가 각각 4, 9, 5, 2라면, 확률은 0.2, 0.45, 0.25, 0.1이고 E(X) = 1.25명, 표준편차는 0.8874입니다. 기댓값이 실제로 나올 수 있는 값일 필요는 없다는 점을 상기시켜 줍니다.

실제 예시 세 가지

예시결과E(X)SD(X)
주사위 게임확률 1/6로 3달러를 얻고, 확률 5/6로 1달러를 잃음−$0.33$1.49
보험, 보험사 관점확률 0.998로 200달러 보험료를 보유하고, 확률 0.002로 순지급 49,800달러+$100$2,233.83
복권확률 0.001로 순이익 499달러를 얻고, 확률 0.999로 1달러 참가비를 잃음−$0.50$15.80

주사위 게임. 주사위를 굴리려면 1달러를 내고, 6이 나오면 4달러를 받아 순이익이 3달러입니다. E(X) = 3 × 1/6 + (−1) × 5/6 = −1/3이므로, 게임당 평균 약 33센트를 잃습니다. 600번 하면 약 200달러를 잃을 것으로 예상할 수 있습니다.

보험 증권. 보험사는 연 200달러를 받고, 확률 0.2%로 50,000달러를 지급하는 증권을 팝니다. 증권 한 장당 보험사의 기대 이익은 200 × 0.998 + (−49,800) × 0.002 = 100달러이므로, 고객에게 기댓값은 −100달러입니다. 그래도 구매는 합리적일 수 있습니다. 고객은 작고 확실한 손실을 치르고 큰 손실에 대비하는 보호를 얻으며, 2,233.83달러의 표준편차는 보험사에 넘겨지는 위험의 크기입니다.

복권. 1달러짜리 세 자리 복권은 세 자리 숫자가 모두 맞으면 500달러를 받습니다. 즉 1,000분의 1의 확률입니다. E(X) = 499 × 0.001 + (−1) × 0.999 = −0.50. 평균적으로 건 돈 1달러당 절반이 사라집니다.

자주 묻는 질문

기댓값은 어떻게 계산하나요?
가능한 각 결과에 그 확률을 곱하고, 곱한 값들을 더합니다: E(X) = Σ x × P(x). 공정한 6면체 주사위라면 E(X) = (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6) × 1/6 = 3.5입니다. 위의 계산표는 여러분의 분포에서 각 곱을 보여 줍니다.
기댓값이 음수일 수 있나요?
네. 음의 기댓값은 같은 시행을 여러 번 반복하면 평균적으로 잃는다는 뜻입니다. 운영자가 우위를 미리 설정해 두기 때문에 카지노 게임과 복권에서 흔합니다. 부호는 결과를 어떻게 정의하느냐에 따라 달라집니다. 보험사의 +100달러는 고객의 −100달러입니다.
기댓값과 평균은 어떻게 다른가요?
기댓값은 확률분포의 평균, 즉 무한히 많이 시행했을 때의 장기 평균입니다. 표본 평균은 실제로 관측한 자료의 평균입니다. 큰수의 법칙에 따르면 독립적인 시행을 많이 할수록 표본 평균은 기댓값에 점점 가까워집니다.
확률의 합은 반드시 1이어야 하나요?
네. 올바른 확률분포는 가능한 결과를 모두 정확히 한 번씩 나열하므로 확률의 합은 1이어야 합니다. 합이 1이 아니라면 결과가 빠졌거나, 하나가 두 번 세어졌거나, 숫자가 사실은 횟수인 경우입니다. 이때는 빈도로 바꾸면 계산기가 변환해 줍니다.
확률분포의 분산은 어떻게 구하나요?
각 결과가 기댓값에서 떨어진 거리를 제곱하고, 그 확률을 곱한 뒤 더합니다: Var(X) = Σ (x − μ)² × P(x). 지름길을 쓰면 같은 답이 나옵니다: Var(X) = Σ x² × P(x) − μ². 표준편차는 분산의 제곱근이며, 결과와 같은 단위를 가집니다.
기댓값이 음수라면 사람들은 왜 복권을 사나요?
기댓값은 장기 평균을 설명할 뿐이고, 사람들은 평균만으로 결정하지 않습니다. 복권은 적은 돈으로 삶을 바꿀 만한 큰 금액을 얻을 작은 가능성을 주고, 보험은 예측 가능한 비용으로 파멸적인 손실을 없애 줍니다. 의사결정 이론은 이를 효용으로 설명하며, 결과를 액면가가 아니라 그것이 가져오는 결과로 평가합니다.

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