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期望值计算器
如果"如何计算期望值?"是困扰您的问题,这里有解决方案——期望值计算器。只需输入数值和它们的概率,它就会完成其余工作。如果您还不太熟悉概率是什么,请确保首先访问我们的概率计算器。
从下面的文本中,您可以学习期望值公式、期望值定义,以及如何手动计算期望值。
什么是期望值?
期望值是随机变量均值的近似值——如果我们多次重复实验,平均值等于什么的预测。例如,如果我们掷骰子一千次,结果的最可能平均值是多少?这个数字称为期望值。
💡 提示:随机变量的期望值是样本平均值的理论对应物。
期望值公式
从数学角度来说,随机变量X的期望值是X的每个可能值x乘以该值的概率P(x)的总和。
其中P(xi)是值xi出现的概率(i=1,…,n),n是我们随机变量假设的所有可能值的数量。
如果您已经访问过我们的加权平均计算器,您可能已经注意到计算期望值类似于计算加权平均值,但我们使用概率而不是权重。
如何使用期望值计算器?
让我们首先学习当您没有时间进行手动计算时如何计算期望值。
- 将随机变量的值及其概率输入计算器。您最多可以输入20个数字。
- 只要您同时提供值和概率,填写最后一个字段时就会出现新行。
- 记住概率不能小于零,也不能大于一(概率等于零意味着某事永远不会发生,一意味着100%确定)。
- 所有概率的总和也必须恰好等于一。计算器将显示警告消息,一旦数字正确,该消息就会消失。
一旦概率正确并加起来等于1,期望值将显示在底部。
如何计算期望值?- 示例
作为期望值示例的一部分,我们现在将计算掷骰子的期望值。
掷骰子示例:
我们有六种可能的掷骰结果:1、2、3、4、5、6。所有结果都是等概率的,所以其中任何一个的概率都等于1/6。现在我们只需要将所有内容代入期望值方程:
E(x) = 1 × 1/6 + 2 × 1/6 + 3 × 1/6 + 4 × 1/6 + 5 × 1/6 + 6 × 1/6
E(x) = 21/6
从上述期望值定义得到的最终结果是3.5。您可以使用我们的骰子滚动计算器验证此结果。
现在让我们看一个更实际的期望值示例。
赌注示例:
您和朋友正在安排一个赌注。如果您赢了,他会给您100美元,如果他赢了,您只给他45美元。您评估您获胜的概率是35%,您朋友获胜的机会是65%。您应该接受这个赌注吗?您可以使用期望值方程来回答这个问题:
E(x) = 100 × 0.35 + (-45) × 0.65 = 35 - 29.25 = 5.75
这个赌注的期望值是5.75美元。结果表明您应该接受这个赌注。如果您玩许多期望值为正的游戏,从长远来看,收益将超过成本。
实际应用
期望值在许多实际场景中都有重要应用,帮助我们做出基于概率的明智决策。
投资决策:投资者使用期望值来评估投资组合的预期回报。通过考虑不同市场情况下的可能收益和损失及其概率,投资者可以计算投资的期望回报率,从而做出更明智的投资决策。
保险业:保险公司使用期望值来计算保费。他们分析历史数据来确定不同类型索赔的概率和成本,然后计算每个保单的期望赔付金额,以此为基础设定保费价格。
游戏设计:游戏开发者使用期望值来平衡游戏机制,如抽奖系统、战斗伤害计算等。通过调整奖励的价值和获得概率,确保游戏的经济系统保持平衡和公平。
其他相关概念
期望值是概率论和统计学中的基础概念,与许多其他重要概念密切相关。理解这些相关概念有助于更好地掌握期望值的应用。
方差和标准差:虽然期望值告诉我们随机变量的平均水平,但方差和标准差衡量的是数据围绕期望值的分散程度。高方差意味着结果可能偏离期望值很远,而低方差则表示结果相对集中在期望值附近。
概率分布:期望值是概率分布的一个重要特征。不同的概率分布(如正态分布、泊松分布、二项分布等)都有其特定的期望值计算方法。
大数定律:这个重要定理说明,当试验次数足够多时,样本平均值会趋近于理论期望值。这为期望值的实际意义提供了理论基础。
常见问题
如何计算期望值?
要计算期望值,请使用公式:E(x) = x₁ × P(x₁) + ... + xₙ × P(xₙ)。
换句话说,您需要:
1. 将每个随机值乘以其出现的概率。
2. 将步骤1中的所有乘积相加。
3. 结果就是期望值。
期望值可以是负数吗?
是的,期望值可以是负数。例如,让我们考虑这种情况:10名学生回答问卷,要求他们对课程进行-2到2的评分。五名学生给出-2分,两名给出1分,三名给出0分。在这种情况下,期望值将是 5/10 × (-2) + 2/10 × 1 + 3/10 × 0 = -0.8。
如何计算卡方检验中的期望值?
要计算双向表中给定单元格的期望值:
1. 计算单元格所在行的数字总和。
2. 计算单元格所在列的数字总和。
3. 计算表中所有单元格的总和。
4. 要找到给定单元格的期望值,将其行总和(步骤1)乘以其列总和(步骤2),然后除以所有单元格的总和(步骤3)。
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| values | array | 否 | 随机变量的所有可能取值,支持正数、负数和零 | |
| probabilities | array | 否 | 与随机变量取值一一对应的概率值,所有概率之和必须等于1 |
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
| variance | number | 随机变量的方差,衡量数据的离散程度 | |
| expectedValue | number | 计算得出的随机变量期望值 | |
| probabilitySum | number | 输入概率的总和,用于验证概率分布的有效性 | |
| standardDeviation | number | 随机变量的标准差,方差的平方根 |
| 错误码 | 错误信息 | 描述 |
|---|---|---|
| FP00000 | 成功 | |
| FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例
