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期待値

データの活用 深める
福引き

 S商店とT商店で,それぞれ次のようなくじ引きを行っています。

S商店

くじ引きの賞金

1等  10000円  2本

2等  01000円  5本

100本入っています。

T商店

くじ引きの賞金

1等  5000円  05本

2等  1000円  14本

150本入っています。

 あなたは,どちらのくじ引きが有利だと思いますか。ここでは,くじ1本あたりの平均の賞金額をもとに考えてみましょう。


 S商店のくじ引きの賞金の総額は,

$10000 \times 2 + 1000 \times5 + 0 \times 93$(円)

となります。したがって,くじ1本あたりの平均の賞金額は,

$\dfrac{(賞金の総額)}{(くじの総数)} = \dfrac{10000 \times 2 + 1000 \times5 + 0 \times 93}{100} = 250$(円)

\begin{align} &\dfrac{\text{(賞金の総額)}}{\text{(くじの総数)}} \\ = &\dfrac{10000 \times 2 + 1000 \times5 + 0 \times 93}{100}\\ = &250\text{(円)} \end{align}

と計算することができます。

 このような平均値のことを,「期待値」といいます。期待値は,確率の考え方からみた,くじ1本の値打ちと考えられます。つまり,S商店のくじの1本あたりの値打ちは250円といえます。


 さらに,上の式を変形すると,次のようになります。

$\dfrac{10000 \times 2 + 1000 \times5 + 0 \times 93}{100} = 10000 \times \dfrac{2}{100} + 1000 \times \dfrac{5}{100} + 0 \times \dfrac{93}{100}$

\begin{align} &\dfrac{10000 \times 2 + 1000 \times5 + 0 \times 93}{100}\\ = &10000 \times \dfrac{2}{100} + 1000 \times \dfrac{5}{100} + 0 \times \dfrac{93}{100}\\ \end{align}

 このことから,期待値は,次のような考え方で求めることができます。

 (1等の賞金額)×(1等を引く確率)
+(2等の賞金額)×(2等を引く確率)
+(はずれの賞金額)×(はずれを引く確率)

1等2等はずれ
賞金(円)1000010000
確率$\dfrac{2}{100}$$\dfrac{5}{100}$$\dfrac{93}{100}$

 上と同じように,T商店のくじの期待値を求め,S商店の期待値と比べましょう。

答

T商店のくじの期待値は,

$5000 \times \dfrac{5}{150} + 1000 \times \dfrac{14}{150} + 0 \times \dfrac{131}{150} = 260$(円)

\begin{align} &5000 \times \dfrac{5}{150} + 1000 \times \dfrac{14}{150} + 0 \times \dfrac{131}{150} \\ = &260 \text{(円)} \end{align}

T商店のほうがS商店よりも期待値が大きい。

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