Calculando o valor esperado

Expectativa é um termo estatístico e um conceito usado para decidir quão útil ou prejudicial será uma ação. Para calcular o valor esperado, é necessário obter uma boa compreensão de cada resultado em uma determinada situação e sua probabilidade associada, ou seja, a probabilidade de que um determinado resultado ocorra. As etapas abaixo fornecem alguns exemplos de exercícios para ajudá-lo a entender o conceito de valor esperado.

Degraus

Método 1 de 3: Um primeiro problema simples

Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 1
1. Leia a tarefa. Antes de começar a pensar em todos os resultados e probabilidades possíveis, é importante que você entenda bem o problema. Por exemplo, um jogo de dados que custa € 10 por jogo. Um dado de 6 faces é lançado uma vez e seus ganhos dependem do número que você rola. Se sair um 6, ganha 30€; um 5 lhe dá $20; qualquer outro número não produz nada.
Imagem intitulada Calcule um valor esperado Etapa 2
2. Liste todos os resultados possíveis. Ajuda a listar todos os resultados possíveis em uma determinada situação. No exemplo acima, existem 6 resultados possíveis. São eles: (1) tire um 1 e você perde $ 10, (2) tire um 2 e você perde $ 10, (3) tire um 3 e você perde $ 10, (4) tire um 4 e você perde $ 10, (5) tire 5 e ganhe € 10, (6) tire 6 e ganhe € 20.
  • Observe que cada resultado é $ 10 menor do que o descrito acima, pois você deve pagar $ 10 por jogo primeiro, independentemente do resultado.
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 3
    3. Determine a probabilidade de cada resultado. Neste caso, a probabilidade de quaisquer 6 resultados é a mesma. A probabilidade de rolar um número aleatório é de 1 em 6. Para tornar isso mais fácil de escrever, escrevemos a fração (1/6) como um decimal usando uma calculadora: 0,167. Escreva essa probabilidade ao lado de cada resultado, especialmente se você quiser resolver um problema com probabilidades diferentes para cada resultado.
  • Sua calculadora 1/6 pode fazer algo como 0,166667. Arredondaremos para 0,167 para facilitar o cálculo, sem sacrificar a precisão.
  • Se você quer um resultado muito preciso, não converta para decimal, apenas insira 1/6 na fórmula e calcule assim na sua calculadora.
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 4
    4. Registre o valor de cada resultado. Multiplique o número de € de um resultado pela probabilidade de que esse resultado ocorra para calcular quanto dinheiro esse resultado contribui para o valor esperado. Por exemplo, o resultado de rolar um 1 é -$10 e a probabilidade de rolar um 1 é 0,167. O valor de rolar um 1 é, portanto, (-10) * (0,167).
  • Não há necessidade de calcular esses resultados agora, se você tiver uma calculadora que possa executar várias operações ao mesmo tempo. Você obterá um resultado mais preciso se inserir a equação inteira.
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 5
    5. Some o valor de cada resultado para obter o valor esperado de um evento. Para continuar com o exemplo acima, o valor esperado do jogo de dados é: (-10 *0,167) + (-10 *0,167) + (-10 *0,167) + (-10 *0,167) + (10 *0,167) + (20 *0,167), ou - € 1,67. Então você pode esperar perder $ 1,67 cada vez neste jogo (por jogo).
    Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 6
    6. Quais são as implicações de calcular o valor esperado. No exemplo acima, determinamos que o ganho (perda) esperado seria - $ 1,67 por rolo. Este é um resultado impossível para 1 jogo; você pode perder € 10, ganhar € 10 ou ganhar € 20. Mas, a longo prazo, o valor esperado é uma probabilidade média útil. Se você continuar jogando este jogo, perderá cerca de US$ 1,67 por jogo, em média. Outra maneira de pensar sobre o valor esperado é alocando certos custos (ou benefícios) ao jogo; você só deve jogar este jogo se achar que vale a pena, gostar o suficiente para gastar $ 1,67 cada vez.
  • Quanto mais uma situação é repetida, mais precisamente o valor esperado é uma representação do resultado real médio. Por exemplo, você pode jogar o jogo 5 vezes seguidas e perder a cada vez, resultando em uma perda média de € 10. No entanto, se você jogar o jogo mais 1000 vezes, o resultado médio ficará cada vez mais próximo do valor esperado de -€ 1,67 por jogo. Esse princípio é chamado "a lei dos grandes números."
  • Método 2 de 3: Calculando o valor esperado para um resultado específico

    Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 7
    1. Use este método para calcular o número médio de moedas que você precisa lançar antes que um determinado padrão ocorra. Por exemplo, você pode usar o método para descobrir o número esperado de moedas a serem lançadas até que você dê cara duas vezes seguidas. Esse problema é um pouco mais complicado do que um problema de valor de expectativa padrão, portanto, se você não estiver familiarizado com o valor de expectativa, leia primeiro a parte acima deste artigo.
    Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 8
    2. Suponha que estamos procurando um valor x. Você está tentando determinar quantas moedas você precisa derrubar em média para obter cara duas vezes seguidas. Agora fazemos uma comparação para encontrar a resposta. Chamamos a resposta que procuramos de x. Fazemos a comparação necessária passo a passo. Atualmente temos o seguinte:
  • x = ___
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 9
    3. Pense no que acontece quando o primeiro flip paga.Em metade dos casos, este será o caso. Se for esse o caso, então você tem que se virar "desperdiçado", enquanto a probabilidade de acertar duas caras seguidas não mudou. Assim como no lançamento da moeda, espera-se que você precise lançar um número médio de vezes para obter duas caras seguidas. Em outras palavras, você deve esperar rolar um número x de vezes, mais as que você já virou. Em forma de equação:
  • x = (0,5)(x+1) + ___
  • Vamos preencher o espaço vazio enquanto continuamos a pensar em outras situações.
  • Você pode usar frações em vez de decimais se for mais fácil ou necessário.
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 10
    4. Pense no que acontece quando você joga a cabeça. Há uma chance de 0,5 (ou 1/2) de você rolar uma xícara na primeira vez. Isso parece estar se aproximando do objetivo de jogar uma cabeça duas vezes seguidas, mas quanto? A maneira mais fácil de descobrir é pensar em suas opções na segunda jogada:
  • Se o segundo lançamento for moeda, voltamos ao início.
  • Se a segunda vez também for uma xícara, então terminamos!
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 11
    5. Aprenda a calcular a probabilidade de que dois eventos ocorram. Agora sabemos que você tem 50% de chance de acertar uma cara, mas qual é a probabilidade de rolar uma cara duas vezes seguidas?? Para calcular essa probabilidade, multiplique a probabilidade de ambos juntos. Neste caso é 0,5 x 0,5 = 0,25. Esta é, obviamente, também a probabilidade de você primeiro lançar cara e depois coroa, porque ambos têm uma probabilidade de 0.5 para ocorrer: 0,5 x 0,5 = 0,25.
    Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 12
    6. Some o resultado para "cabeças, depois caudas" na comparação. Agora que calculamos a probabilidade de que esse evento ocorra, podemos avançar para expandir a equação. Há uma chance de 0,25 (ou 1/4) de perdermos dois lances sem dar um passo adiante. Mas agora ainda precisamos de x número de lances a mais em média para obter o resultado que queremos, mais os 2 que já rolamos. Na forma de uma equação, isso se torna (0,25)(x+2), que agora podemos adicionar à equação:
  • x = (0.5)(x+1) + (0.25)(x+2) + ___
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 13
    7. Prefixe o resultado "cabeça cabeça" adicionar à comparação. Se você jogar cara com os dois primeiros lançamentos das moedas, você terminou. Você obteve o resultado em exatamente 2 lances. Como estabelecemos anteriormente, há uma chance de 0,25 de isso acontecer, então a equação para isso é (0,25)(2). Nossa equação agora está completa:
  • x = (0,5)(x+1) + (0,25)(x+2) + (0,25)(2)
  • Se você não tiver certeza de que pensou em todas as situações possíveis, há uma maneira fácil de verificar se a equação está completa. O primeiro número em cada parte da equação representa a probabilidade de que um evento ocorra. Isso sempre somará 1. Aqui 0,5 + 0,25 + 0,25 = 1, então sabemos que incluímos todas as situações.
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 14
    8. Simplifique a equação. Vamos simplificar a equação multiplicando. Lembre-se, se você vir algo entre parênteses como isto: (0,5)(x+1), então você está multiplicando 0,5 por cada termo dentro do segundo conjunto de parênteses. Isso lhe dá o seguinte: 0,5x + (0.5)(1), ou 0,5x + 0,5. Vamos fazer isso para cada termo na equação e, em seguida, combinar esses termos para tornar as coisas um pouco mais simples:
  • x = 0,5x + (0,5)(1) + 0,25x + (0,25)(2) + (0,25)(2)
  • x = 0,5x + 0,5 + 0,25x + 0,5 + 0,5
  • x = 0,75x + 1,5
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 15
    9. Resolva para x. Como em qualquer equação, você terá que isolar o x em um lado da equação para calculá-lo. Lembre-se que x significa o mesmo que "o número médio de moedas que você precisa jogar para obter cara duas vezes seguidas." Quando calculamos x, também encontramos nossa resposta.
  • x = 0,75x + 1,5
  • x - 0,75x = 0,75x + 1,5 - 0,75x
  • 0,25x = 1,5
  • (0,25x)/(0,25) = (1,5)/(0,25)
  • x = 6
  • Em média, você terá que jogar uma moeda 6 vezes antes de lançar cara duas vezes.
  • Método 3 de 3: Entendendo o conceito

    Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 16
    1. O que exatamente é um valor esperado?. O valor esperado não é necessariamente o resultado mais óbvio ou lógico. Às vezes, um valor esperado pode até ser um valor impossível em uma determinada situação. Por exemplo, o valor esperado pode ser +$5 para um jogo com preço não superior a $10. O que o valor esperado indica é quanto valor um determinado evento tem. Se um jogo tem um valor esperado de +$5, você pode jogá-lo se achar que vale a pena o tempo e o dinheiro que você pode obter por jogo. Se outro jogo tiver um valor esperado de -$20, você só o jogará se achar que cada jogo vale os $20.
    Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 17
    2. Entendendo o conceito de eventos independentes. Na vida cotidiana, muitos de nós pensamos que temos um dia de sorte quando algumas coisas boas acontecem e esperamos que o resto do dia seja o mesmo. Da mesma forma, podemos pensar que já tivemos acidentes suficientes antes e que algo muito bom tem que acontecer agora. Matematicamente, as coisas não funcionam assim. Se você lançar uma moeda normal, há exatamente a mesma chance de você lançar uma cara ou uma moeda. Não importa quantas vezes você jogou; da próxima vez que você jogar ainda funciona da mesma maneira. O lançamento da moeda é "independente" dos outros elencos, não é afetado por ele.
  • A crença de que você pode ter sorte ou azar ao jogar moedas (ou qualquer outro jogo de azar), ou que todo o seu azar acabou e a sorte estará do seu lado, também é chamada de falácia do jogador (ou falácia do jogador). Isso tem a ver com a tendência das pessoas de tomar decisões arriscadas ou estúpidas quando sentem que a sorte está do seu lado, ou que "sequência de sorte" ou se eles sentem sua "a sorte está prestes a virar."
  • Imagem intitulada Calcular um valor esperado Etapa 18
    3. Entenda a lei dos grandes números. Você pode pensar que o valor esperado não é realmente útil, porque raramente lhe diz qual é o resultado real de uma situação. Se você calculou que o valor esperado de um jogo de roleta é -€ 1, e você joga 3 vezes o jogo, normalmente você terminará com -€ 10, ou +€ 60, ou algum outro resultado. O "lei dos grandes números" ajuda a explicar por que o valor esperado é mais útil do que você imagina: quanto mais você jogar, mais próximo do valor esperado o resultado médio será. Quando você olha para o grande número de eventos, as chances são de que o resultado final esteja próximo do valor esperado.

    Pontas

    • Para aquelas situações em que vários resultados são possíveis, você pode criar uma planilha no computador para calcular o valor esperado dos resultados e suas probabilidades.
    • Os cálculos de € acima também funcionam em outras moedas.

    Necessidades

    • Lápis
    • Papel
    • Calculadora

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