期待値計算 Expected Value Calculation

期待値計算は、「結果」「確率」「値」を入力するだけで簡単に「期待値」が計算できるツールです。モード(ギャンブル/投資/ゲーム/学習用)を切り替えると、デフォルト値・入力名称・単位が自動で切り替わります。
使い方
- 「モード」を選択します。
- 想定する事象の「結果」「確率」「値」を入力します。
- 「確率の合計」「期待値」「還元率(期待値 ÷ 投資額)」「分散」「標準偏差」が表示されます。
期待値とは?
期待値とは
期待値(きたいち、英: Expected Value)とは、ある確率変数がとり得る結果の平均値を、確率で重み付けしたものです。
数式で表すと
離散的な場合(サイコロ・くじ・ゲームなどの有限の結果):
E[X] = Σ (p_i × x_i)
- x_i:結果(値や得点、利益、損失など)
- p_i:その結果が起こる確率
- Σ p_i = 1
つまり「各結果の値 × その確率」を全部足したものです。
連続的な場合(株価の分布や確率密度関数をもつ変数など):
E[X] = ∫ x f(x) dx
- f(x):確率密度関数
直感的な意味
- 長期的な平均値
何度も同じ試行を繰り返すと、1回あたりの平均的な結果が期待値に近づいていきます(大数の法則)。 - 投資やギャンブルの有利・不利の指標
期待値がプラス → 長期的に利益が出やすい
期待値がマイナス → 長期的に損をしやすい
例1:サイコロ
1~6の目が等確率で出るサイコロの出目の期待値は:
E[X] = (1+2+3+4+5+6) ÷ 6 = 3.5
つまり、サイコロを振り続けると平均で「3.5の目」が出ると考えられます。
例2:宝くじ
当選確率 1% で 1000円、外れる確率 99% で 0円 の場合:
E[X] = 0.01 × 1000 + 0.99 × 0 = 10
この場合の期待値は「10円」です。つまり「長期的に見れば、1枚買うごとに平均10円の価値がある」という意味になります。 実際の購入価格が100円なら、還元率は 10% です。
まとめ
期待値は「平均的にどれくらいの結果が得られるか」を数値で示す指標です。
期待値の計算方法
期待値とは「結果 × 確率」をすべて足し合わせたものです。 基本式は以下の通りです。
E[X] = Σ (p_i × x_i)
- x_i:ある結果が起きたときの値(得点・利益・損失など)
- p_i:その結果が起こる確率(0~1で表す)
- Σ p_i = 1(確率の合計は1になる)
計算手順
- 起こり得るすべての結果を列挙する
- それぞれの結果に対応する確率を設定する
- 「結果 × 確率」を計算する
- 全ての「結果 × 確率」を合計する
具体例1:サイコロ
1~6の出目が等確率(1/6)で出るとき:
E[X] = (1 × 1/6) + (2 × 1/6) + ... + (6 × 1/6) = (1+2+3+4+5+6) / 6 = 3.5
→ サイコロの平均値(期待値)は「3.5」となります。
具体例2:宝くじ
1000円が当たる確率が1%、外れる確率が99%の場合:
E[X] = (1000 × 0.01) + (0 × 0.99) = 10
→ この宝くじを1枚買ったときの期待値は「10円」です。
ポイント
- 期待値は「1回ごとの平均的な結果」を表す
- 短期的にはブレが大きいが、長期的には期待値に収束する(大数の法則)
- 投資やギャンブルの有利・不利を測る基準になる
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注意事項
このツールは無料でご利用いただけます。
※このプログラムはPHP8.2.22にて作成、動作確認を行っております。
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