数学期望是什么意思(股票数学期望计算公式)

我们工作和生活中有很多做决策的时候,需要衡量某件事值不值得做。比如这支股票有30%的概率还有40%的下跌,那这个股票到底值不值得买呢?今天我们就来聊聊数学期望。

1. 数学期望是对长期价值的数字化衡量

数学期望值是理想状态下得到的实验结果的平均值,是试验中每次可能的结果概率乘以其结果的总和,是最基本的数学特征之一,它反映随机变量平均取值的大小。它来自17世纪的一个赌徒向法国著名数学家帕斯卡的挑战。

这个赌徒给帕斯卡出了一道题目:甲乙两个人赌博,他们两人获胜的机率相等,比赛规则是先胜三局者为赢家,一共进行五局,赢家可以获得100法郎的奖励。当比赛进行到第四局的时候,甲胜了两局,乙胜了一局,这时由于某些原因中止了比赛,那么如何分配这100法郎才比较公平?

我们简单算一下:因为甲输掉后两局的可能性只有(1/2)×(1/2)=1/4,也就是说甲赢得后两局或后两局中任意赢一局的概率为1-(1/4)=3/4,甲有75%的期望获得100法郎;而乙期望赢得100法郎就得在后两局均击败甲,乙连续赢得后两局的概率为(1/2)*(1/2)=1/4,即乙有25%的期望获得100法郎奖金。

可见,虽然不能再进行比赛,但依据上述可能性推断,甲乙双方最终胜利的客观期望分别为75%和25%,因此甲应分得奖金的100*75%=75(法郎),乙应分得奖金的的100×25%=25(法郎)。这个故事里出现了“期望”这个词,数学期望由此而来。

几乎所有金融产品的价值,比如基金、股票是否值得投资,也都可以使用数学期望来衡量。如果赢的期望超过输的期望,也就是说,如果数学期望是正的,就证明它值得长期投资,这就是所谓的价值投资的真谛。通过计算数学期望,我们就能知道一个游戏是不是值得玩,也能知道哪些事值得做,哪些险不值得冒。

需要注意的是,期望值是该变量输出值的平均数,它是我们做决策参考的锚定点,是长期、理想状态下的结果,期望值并不一定等同于常识中的“期望”,“期望值”也许与每一个结果都不相等。期望值并不一定包含于变量的输出值集合里。

数学期望是什么意思(我们该怎么认识“数学期望”)

2.计算数学期望的前提是把结果数值化

数学期望之所以有效,也是因为大数定律在背后起作用。大数定律把局部的随机性变成了整体上的确定性,也就是概率。而数学期望又把概率代表的长期价值变成了一个具体的数字,方便我们比较。当然,明天我们可以开单章聊聊大数定律,可以给我们带来很多思考的启发。

咱们书归正传继续聊“期望”。用数学来衡量长期价值也有一个前提,就是所有随机出现的结果都必须数值化,也就是变成一个具体的数,只有这样,我们才能计算。比如你问“回老家工作好,还是留北京工作好”,如果只停留在“留北京工作机会多,但竞争压力大;回老家生活压力小,但发展机会少”这些条件上,就没法计算数学期望值。只有赋予每个结果具体的数字,比如工作机会多对自己很重要,打10分;竞争压力小对自己没那么重要,打5分……这个问题才真正变得可以比较,这也是数学思维的好处。

数学期望是什么意思(我们该怎么认识“数学期望”)

3. 你的“期望”并不是我“想要的”

前面我们说计算数学期望要对具体事项赋予相应的数值才能计算,就这个赋值的过程是个体的个性的。每个人对于同一件事所赋予的值是不一样的,计算出的数学期望对每个个体来说,就都是不一样的。这种个体的主观考量,只影响数学期望的计算结果,而不妨碍数学期望起作用。

举个例子,左轮手枪有6个弹仓,里面放1发子弹,其他5个弹仓是空的。对着自己的脑袋打一枪,如果空枪,你就赢了,奖金100万;如果有子弹,你就挂了,什么都没有。就问你愿不愿意玩这个游戏?这里面就看你对自己的生命赋予多大的价“值”了。

如果你觉得生命是无价的,这个游戏永远都不要碰,一旦你碰了也许你赢了99次,只要第一百次你输了也全部都输了。1978年,美国芝加哥摇滚乐队的首席歌手特里·卡什,就在玩这种游戏时送了命,他可能是觉得玩游戏时获得的某些东西比命更有价值。

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参考资料:

1. 得到app《刘嘉·概率论22讲》《吴军·数学通识50讲》《万维钢·精英日课》。

2. 《吴军数学通识讲义》吴军著,新星出版社2021年4月出版。

3. 百度百科《数学期望》。

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