裏と表の出る確率がそれぞれ、 \frac{1}{2} であるコインを用意し、コイントスを行います。このコイントスはコインの裏が出るまで続けるものとします。 {n} 回目に初めて裏が出た時、 {2^n} 円の賞金を得ることができます。
このゲームで得られる賞金の期待値を考えてみましょう。
必要な知識
- 高校で学習する程度の場合の数・確率
1回目のコイントスでゲームが終わる確率は \frac{1}{2^1} この時の賞金は 2^1 円
2回目のコイントスでゲームが終わる確率は \frac{1}{2^2} この時の賞金は 2^2 円
3回目のコイントスでゲームが終わる確率は \frac{1}{2^3} この時の賞金は 2^3 円
\begin{eqnarray*} \vdots \end{eqnarray*}
n 回目のコイントスでゲームが終わる確率は \frac{1}{2^n} この時の賞金は 2^n 円
\begin{eqnarray*} \vdots \end{eqnarray*}
よって、期待値 E は次のように計算される。
\begin{eqnarray*} E &=& \sum_{i=1}^{\infty} \frac{1}{2^i}×2^i \\ &=& 1×1+\frac{1}{2}×2+\frac{1}{4}×4+\dots+\frac{1}{2^n}×2^n+\cdots \\ &=& 1+1+1+1+\cdots \\ &=& \infty \end{eqnarray*}
この試行の期待値は無限大となってしまった。
このゲームの参加料は1億円だとして、君は参加するかな??
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