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。
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。
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) | 10000 | 1000 | 0 |
| 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。
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。