Beklenen Değer Hesaplama
Beklenen değer, bir kesikli rastgele değişkenin uzun vadede ortalama olarak alacağı değerdir ve E(X) = Σxᵢ·pᵢ ile hesaplanır. Aslında olasılıklarla ağırlıklandırılmış bir ortalamadır: her olası sonuç, gerçekleşme olasılığı kadar ağırlık taşır. Kumar oyunlarının uzun vadeli getirisinden sigorta priminin belirlenmesine, yatırım kararlarından stok planlamasına kadar pek çok karar bu tek sayıya dayanır.
Ancak beklenen değer tek başına yanıltıcıdır: aynı E(X) değerine sahip iki dağılımdan biri neredeyse kesin, diğeri son derece riskli olabilir. Bu yüzden araç E(X) ile birlikte varyansı, standart sapmayı, değişim katsayısını, dağılımın modunu ve medyanını da hesaplar; ara hesap tablosunda her satırın katkısını gösterir ve olasılık dağılımının çubuk grafiğini çizer.
Beklenen Değer ve Varyans Formülleri
Beklenen değer: E(X) = Σ xᵢ · pᵢ İkinci moment: E(X²) = Σ xᵢ² · pᵢ Varyans (tanım): Var(X) = Σ (xᵢ − E(X))² · pᵢ Varyans (kısayol): Var(X) = E(X²) − [E(X)]² Standart sapma: σ = √Var(X) Değişim katsayısı: CV = σ / |E(X)| Geçerlilik koşulu: 0 ≤ pᵢ ≤ 1 ve Σ pᵢ = 1 Doğrusal dönüşüm: E(aX + b) = a·E(X) + b, Var(aX + b) = a²·Var(X)
Formüller kesikli (sayılabilir sonuçlu) rastgele değişkenler içindir. Sürekli değişkenlerde toplam yerine integral kullanılır: E(X) = ∫x·f(x)dx. Olasılıkların toplamı 1 değilse dağılım geçerli değildir ve araç hesap yapmaz.
Nasıl Hesaplanır?
- Rastgele değişkenin alabileceği tüm değerleri (xᵢ) ilk kutuya yazın; kazançlar pozitif, kayıplar negatif girilir.
- İkinci kutuya her değerin olasılığını aynı sırayla yazın; sıralamanın birebir eşleşmesi şarttır.
- Olasılıkları ondalık (0,35) mi yüzde (35) mi girdiğinizi 'Olasılık biçimi' alanından seçin.
- Olasılıkların toplamının 1'e (yüzde modunda 100'e) eşit olduğundan emin olun; aksi halde araç hata verir.
- E(X) ile birlikte standart sapmayı okuyun: aynı beklenen değere sahip iki seçenekten küçük σ'lı olan daha az risklidir.
- Ara hesap tablosunda her satırın E(X) ve varyansa katkısını inceleyin; uç değerlerin varyansı nasıl şişirdiğini burada görürsünüz.
Örnek Hesaplamalar
Günlük arıza sayısı dağılımı
Bir makinede günlük arıza sayısının dağılımı verildiğinde E(X) = 0×0,35 + 1×0,30 + 2×0,20 + 3×0,10 + 4×0,05 = 1,20 arıza çıkar. E(X²) = 2,80 olduğundan Var(X) = 2,80 − 1,44 = 1,36 ve standart sapma 1,17'dir. En olası tek sonuç 0 arıza (%35) olsa da uzun vadede günde ortalama 1,2 arıza beklenir.
Beklenen değer E(X): 1,20 · Varyans Var(X): 1,36 · Standart sapma σ: 1,17
Piyango bileti — negatif beklenen değer
50 TL'ye alınan bir biletin %2 olasılıkla net 950 TL kazandırdığı durumda E(X) = -50×0,98 + 950×0,02 = -49 + 19 = -30 TL olur. Varyans 19.600, standart sapma ise 140 TL'dir: beklenen kayıp 30 TL olsa da tek bir biletin sonucu bundan çok uzağa düşer. Değişim katsayısının çok büyük olması oyunun ne kadar riskli olduğunu gösterir.
Beklenen değer E(X): -30 · Varyans Var(X): 19.600 · Standart sapma σ: 140
Yüzde biçiminde satış senaryoları
Dört satış senaryosunun olasılıkları yüzde olarak girildiğinde araç bunları 0,40 / 0,35 / 0,20 / 0,05 değerlerine çevirir. Beklenen satış E(X) = 0 + 35 + 50 + 25 = 110 adet, E(X²) = 28.500 ve Var(X) = 28.500 − 12.100 = 16.400 olur; standart sapma 128,06 adettir. Dağılımın medyanı 100, en olası sonuç ise 0 adettir.
Beklenen değer E(X): 110 · Varyans Var(X): 16.400 · Standart sapma σ: 128,06