18-2 期待值的计算方法

下面,通过具体事例来讲解,用一个数值来代表概率分布“期待值”的计算方法。首先,第14讲中关于天气的概率模型为例,其基本事件的集合为:

{晴天,阴天,雨天,雪天}

将其概率分布设定为:

p({晴天})=0.3、p({阴天})=0.4、p({雨天})=0.2、p({雪天})=0.1

为了制作概率分布图,在这里需要将基本事件设为数值。设定天气越恶劣,数值越大,即:

晴天→1、阴天→2、雨天→3、雪天→4

概率分布图如图表18-1 所示。

18-2 期待值的计算方法 - 图1 图表18-1 天气的概率分布图

该图表体现了各种天气出现的频率。我们想要了解的是“该地区的天气情况大致如何”的问题,即“如何用一个数值来表示该地区的天气” 。这个数值也就是期待值 ,计算方法如下:

(概率分布的期待值)=(数值)×(取该数值的概率)的合计

如果将该公式运用到上述天气概率分布的具体例子中,则为:

(天气的概率分布的期待值)=1×0.3+2×0.4+3×0.2+4×0.1=2.1

具体到概率分布图18-1中,即“横轴数值与纵轴数值乘积的合计” 。

如果使用语言来解释得到的结果数值2.1的话,那就是“该地区的天气从阴天轻微偏向雨天” 。

在期待值的计算中,(数值)×(得到该数值的概率)这一乘法运算意味着“加权”。例如,数值“3”表示“雨天”,其发生比率占整体的0.2,所以“将3的影响力弱化至0.2倍后再相加”,这种计算方式被称为“加权平均” 。