https://um.mendelu.cz/...
in URL, click View on GitHub
to open this file on github.com.e
on GitHub). However, an advanced VS Code editor (press .
on GitHub) is better, since it provides preview how the Markdown code renders. Alternatively press pencil for simple editor or press triangle next to the pencil to get access to VS Code described as github.dev
.Ctrl+V
and K
. Keep the preview open as you work, or close using a mouse.Source control
(describe your changes, such as “Polish translation started”) and then press Commit&Push.is_finished: False
in header to is_finished: True
.https://um.mendelu.cz/...
, otevřete jej na serveru github.com.e
na GitHubu). Lepší je však pokročilý editor VS Code (stikněte .
na GitHubu), protože poskytuje náhled, jak se kód Markdown interpretuje. Případně stiskněte tužku pro jednoduchý editor nebo stiskněte trojúhelníček vedle tužky, abyste získali přístup k editoru VS Code popsaný jako github.dev
.Ctrl+V
. a K
. Během práce nechte náhled otevřený nebo jej zavřete pomocí myši.Zpráva
(popište své změny, např. “Zahájen překlad do polštiny”) a poté stiskněte tlačítko Commit&Push.is_finished: False
v záhlaví na is_finished: True
.Velmi často se v životě ocitáme v situacích, kde hrají roli náhoda a pravděpodobnost. Představte si, že stojíte před volbou mezi několika možnostmi, třeba při výběru losu nebo investici do projektu. Každá volba má svá rizika a potenciální odměny, otázkou ale je jak zjistit, která z nich je nejvýhodnější? Právě zde vstupuje do hry tzv. očekávaná hodnota.
Očekávaná hodnota nám říká, jaký výsledek můžeme v průměru očekávat, když se rozhodneme pro danou možnost. Pomáhá nám lépe odhadnout, co se v dlouhodobém horizontu vyplatí. Nejde o přesnou předpověď, ale o nástroj, který nám umožňuje lépe porozumět riziku a odměnám, a to jak v jednoduchých hrách, tak v reálných životních rozhodnutích.
Uvažme například dva losy:
U losu A očekáváme, že když koupíme 10 losů, tak jeden z nich vyhraje 100 Kč a devět nic. Můžeme tedy očekávat, že každý los nám v průměru přinese 10 Kč.
Podobně, u losu B očekáváme, že když koupíme 10 losů, tak dva z nich vyhrají 60 Kč a osm nic. Můžeme tedy očekávat, že každý los nám v průměru přinese 12 Kč.
Vidíme tedy, že los B je výhodnější.
Právě vypočtená průměrná výhra se označuje jako očekávaná hodnota (nebo také střední hodnota).
Obecně můžeme říci, že pro náhodnou veličinu
Podívejme se na tři losy. Černou perlu v hodnotě 50 Kč, Černou perlu v hodnotě 100 Kč a los Rentiér v hodnotě 50 Kč.
Struktura výher pro los Černá perla v hodnotě 50 Kč, kterých je celkem vydáno
Výše výhry na losu (v Kč) | Počet výherních losů |
---|---|
Celkem |
Podobně vypadá i struktura výher pro los Černá perla v hodnotě 100 Kč, kterých je vydáno celkem
Výše výhry na losu (v Kč) | Počet výherních losů |
---|---|
Celkem |
Do třetice se podíváme na los Rentiér, kterých je vydáno
Výše výhry na losu (v Kč) | Počet výherních losů |
---|---|
Celkem |
Přičemž hlavní výhra
Úloha 1. U kterého z uvedených losů je největší šance, že vyhrajeme?
Řešení. V případě losu Černá perla za 50 Kč je z celkového počtu
Podobně v případě losu Černá perla v hodnotě 100 Kč dostaneme
V případě losu Rentiér pak máme
Porovnání jednotlivých pravděpodobností výhry vidíme, že největší šanci na vítězný los máme při koupi losu Černá perla v hodnotě 100 Kč.
V této souvislosti můžeme ještě uvážit, čemu říkáme výherní los. Za výherní los je většinou považován takový los, díky kterému získáme libovolný finanční obnos. Pokud jsme ale za za los zaplatili 100 Kč, tak výhra 100 Kč nám jej zaplatí zpět, ale nic jsme vlastně nevyhráli. Abychom tedy získali pravděpodobnost, že skutečně vyhrajeme, tak nebudeme v našich tabulkách výher uvažovat první řádek. Dostaneme tak upravené pravděpodobnosti výher
Úloha 2. Jaká je očekávaná hodnota každého losu?
Řešení. Pro výpočet očekávané hodnoty podle definice potřebujeme znát pravděpodobnosti jednotlivých výher:
Výše výhry na losu (v Kč) | Pravděpodobnost dané výhry |
---|---|
Označíme-li hodnoty jednotlivých výher
Vzhledem k tomu, jak se jednotlivé pravděpodobnosti počítají, můžeme očekávanou hodnotu spočítat též takto
Tento přístup je výhodnější, jelikož nemusíme u tabulky výher počítat pravděpodobnost každé možné výhry. Pro los Černá perla v hodnotě 100 Kč pak dostaneme očekávanou hodnotu
Poznámka.
Úloha 3. V předchozích příkladech jsme uvažovali hlavní výhru losu Rentiér v hodnotě
Řešení. Jednoduchá odpověď je, že není.
Je nutné si uvědomit, že pokud bychom peníze dostali ihned, tak bychom je mohli uložit nebo nějak investovat. Pro zjištění jaká je hodnota 50 000 Kč, které dostaneme za měsíc se dá využít konceptu, kterému se říká současná hodnota (present value). Při jejím použití si klademe otázku, kolik peněz bychom museli dnes investovat, abychom za měsíc dostali požadovanou částku (např. uvažovaných 50 000 Kč). A tato hodnota je pak ta tzv. současná hodnota.
Dejme tomu, že bychom danou částku
Pokud bychom chtěli určit současnou hodnotu částky, kterou obdržíme za
Použijeme-li tuto částku pro výpočet očekávané hodnoty losu Rentiér, dostaneme
Poznámka. Předchozí úvahy byly ještě značně zjednodušené, jelikož nezahrnovaly například vliv inflace.
Úloha 4. Na základě výsledků předchozích úloh vyberte los, který je nejlepší.
Řešení. Na základě předchozích úloh můžeme losy porovnat dle různých kritérií:
Podle tohoto kritéria je nejlepší los Černá perla v hodnotě 100 Kč, který má šanci na výhru
Uvážíme-li spíše šanci, že vyhrajeme více než jsme zaplatili, dostaneme následujícíjiné pořadí. Nejlepší je los Rentiér s šancí na výhru
Očekávaná hodnota losu Černá perla v hodnotě 50 Kč je 29 Kč. Na jednom losu tedy průměrně ztratíme 21 Kč. Podobně očekáváná hodnota losu Černá perla v hodnotě 100 Kč je 64 Kč, průměrně tedy ztratíme 36 Kč. A v případě losu Rentiér za 50 Kč je upravená očekávaná hodnota 28,65 Kč a tedy průměrně ztratíme 21,35 Kč.
Můžeme tedy říci, že (očekávatelně) jsou všechny losy ztrátové. Za nejlepší ale můžeme považovat los Černá perla v hodnotě 50 Kč, který je ztrátový nejméně.
In life we very often encounter situations that involve chance and probability. Imagine being faced with a choice between several options—for example, when choosing a lottery ticket or investing in a project. Each choice has its risks and potential rewards, but how can we determine which one is the most advantageous? This is where the so-called expected value comes into play.
Expected value tells us the average outcome we can anticipate when choosing a particular option. It helps us better estimate which option is likely to pay off in the long run. It is not an exact prediction, but a tool that allows us to better understand risk and reward, both in simple games and in real life decisions.
Let’s consider two lottery tickets, for example:
For ticket A, we expect that if we buy 10 tickets, one of them will win 100 CZK while the reaming nine will win nothing. Therefore, we can expect that each lottery ticket will yield an average return of 10 CZK.
Similarly, for lottery ticket B, we expect that if we buy 10 tickets, two of them will win 60 CZK and eight will win nothing. We can therefore expect each lottery ticket to yield an average return of 12 CZK.
This shows that ticket B is the better option.
The average win we just calculated is called the expected value.
In general, we can say that for a random variable
Let’s take a look at three lottery tickets. The 50 CZK Black Pearl ticket, the 100 CZK Black Pearl ticket and the Rental King lottery ticket worth 50 CZK.
The prize structure for the 50 CZK Black Pearl lottery tickets, of which there are 13,000,000 in total, is as follows.
Prize amount (in CZK) | Number of winning tickets |
---|---|
Total |
The prize structure for the 100 CZK Black Pearl lottery ticket looks similar, with a total of
Prize amount (in CZK) | Number of winning tickets |
---|---|
Total |
Last but not least, let’s take a look at the Rental King lottery ticket, with a total of
Prize amount (in CZK) | Number of winning tickets |
---|---|
Total |
The top prize of
Exercise 1. Which ticket has the highest chance of winning?
Solution. In the case of the 50 CZK Black Pearl ticket, there are
We can say that if we buy one lottery ticket, we have a chance of winning about
Similarly, in the case of the 100 CZK Black Pearl lottery ticket we get
In the case of the Rental King ticket, we get
Comparing the individual probabilities of winning, we find that the highest chance of winning comes with the 100 CZK Black Pearl ticket.
In this context, we can also consider what we mean by a winning ticket. A ticket is usually considered winning if it yields any amount of money. But when we paid 100 CZK for the ticket, then a win of 100 CZK will pay us back, but we haven’t actually won anything. In order to get the probability of actually winning more than we paid, we won’t consider the first row in our winning tables. This way we get adjusted winning probabilities
Exercise 2. What is the expected value of each ticket?
Solution. To calculate the expected value, by definition, we need to know the probabilities of individual wins:
Prize amount (in CZK) | Winning probability |
---|---|
Let the values of individual winnings be denoted by
Given how the individual probabilities are calculated, we can also calculate the expected value as follows:
This approach is more convinient because we don’t have to calculate the probability of each possible prize in the table. For the 100 CZK Black Pearl ticket, we get the expected value
Note.
Exercise 3. In the previous examples, we considered the top prize of the Rental King lottery to be
Solution. The simple answer is that it is not.
It is important to remember that if we got the money immediately, we could save it or invest it somehow. To determine the value of
Let’s suppose we could save the given amount
To determine the present value of an amount to be received in
When we use this amount to calculate the expected value of the Rental King lottery ticket, we get
Note. Previous considerations were still very simplistic, as they did not include, for example, the effect of inflation.
Exercise 4. Based on the results of the previous tasks, choose the best lottery ticket.
Solution. Based on the previous tasks, we can compare the lottery tickets according to various criteria:
According to this criterion, the best ticket is the 100 CZK Black Pearl with a
When we instead consider the chance of winning more than we paid, we get a different ranking. The best is the Rental King ticket with a
The expected value of the 50 CZK Black Pearl ticket is
We can therefore say that, as expected, all of the tickets result in a loss. However, the 50 CZK Black Pearl ticket can be considered the best, since it yields the smallest loss.