Понятие «математическое ожидание», возможно, впервые было использовано в XVII веке в работах знаменитого физика Х. Гюйгенса.
Например, если мы играем, бросая одну кость (кубик), при условии, что при выпадении 6 мы получаем 12 рублей, а при любой другой цифре отдаем 2,4 рубля, то математическое ожидание результата - ноль (см. Табл. 1). Если отдавать нужно 3 рубля (см. Табл. 2) или выигрыш составляет 9 рублей (см. Табл. 3), то результат отрицательный. Если выигрыш - 15 рублей (см. Табл. 4) или возможный проигрыш - 1,8 рубля (см. Табл. 5), то математическое ожидание такой игры положительное.
Табл. 1. Нулевой результат
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
6 |
1/6 |
Получаем 12 руб. |
+ 2 руб. (1/6*12) |
не 6 |
5/6 |
Отдаем 2,4 руб. |
– 2 руб. (5/6*2,4) |
|
|
Итого |
0 |
Табл. 2. Проигрыш
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
6 |
1/6 |
Получаем 12 руб. |
+ 2 руб. (1/6*12) |
не 6 |
5/6 |
Отдаем 3 руб. |
– 2,5 руб. (5/6*3) |
|
|
Итого |
– 0,5. руб |
Табл. 3. Проигрыш
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
6 |
1/6 |
Получаем 9 руб. |
+ 1,5 руб. (1/6*9) |
не 6 |
5/6 |
Отдаем 2,4 руб. |
– 2 руб. (5/6*2,4) |
|
|
ИТОГО |
– 0.5 руб. |
Табл. 4. Выигрыш
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
6 |
1/6 |
Получаем 15 руб. |
+ 2,5 руб. (1/6*15) |
не 6 |
5/6 |
Отдаем 2,4 руб. |
– 2 руб. (5/6*2.4) |
|
|
ИТОГО |
+ 0,5 руб |
Табл. 5. Выигрыш
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
6 |
1/6 |
Получаем 12 руб. |
+ 2 руб. (1/6*12) |
не 6 |
5/6 |
Отдаем 1,8 руб. |
– 1,5 руб. (5/6*1.8) |
|
|
ИТОГО |
+ 0,5 руб. |
Аналогичные расчеты возможны и для исходов событий, вероятность которых неодинакова. Например, при бросании двух костей вероятность того, что сумма выпавших граней будет больше 3, довольна высока (точнее, 11/12, или более 90 %). Если поставить на это событие 1 рубль, то даже при возможном проигрыше в 10 рублей при выпадении 2 или 3, математическое ожидание результата игры положительное (см. Табл. 6). Важно, однако, помнить, что при таких расчетах речь всегда идет не об одном броске, а о партии, состоящей из достаточно большого количества игр. Поэтому реальные проблемы возникают, когда мы сталкиваемся с ситуацией очень большого проигрыша от весьма маловероятного события. Если оно произошло в начале игры, то благоприятного исхода можно просто не дождаться (см. Табл. 7).
Однако чаще ситуация выглядит как в таблице 8: мы, в принципе, знаем, что математическое ожидание отрицательно, но надеемся, что «неприятное событие» не произойдет. Поведенческие экономисты называют это явление ошибкой оптимизма - недооценкой вероятности наступления неблагоприятных событий. Например, некоторые люди, связанные с экстремальными видами спорта, считают, что если аккуратно соблюдать все мыслимые правила, то несчастного случая быть не может и страховка им, соответственно, не нужна.
Табл. 6. Выигрыш
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
Больше 3 |
11/12 |
Получаем 1 руб. |
+ 0,92 руб. |
Меньше 3 |
1/12 |
Отдаем 10 руб. |
– 0,83 руб. |
|
|
Итого |
+ 0,09 руб. |
Табл. 7. Проигрыш
Номер броска |
Событие |
Вероятность |
Результат |
1 |
Больше 3 |
11/12 |
+ 1 руб. |
2 |
Больше 3 |
11/12 |
+ 1 руб. |
3 |
Больше 3 |
11/12 |
+ 1 руб. |
4 |
Меньше 3 |
1/12 |
– 10 руб. |
5 |
Больше 3 |
11/12 |
+ 1 руб. |
|
|
Итого |
– 6 руб. |
Табл. 8. Ошибка оптимиста
Событие |
Вероятность |
Результат |
Математическое ожидание |
Обычное |
999/1000 |
Получаем 1000 руб. |
+ 999 руб. |
Большая неприятность |
1/1000 |
Отдаем 1 млн руб. |
– 1000 руб. |
|
|
ИТОГО |
– 1 руб. |