בהגרלה יש כרטיסים של 50 שקלים (אחד מכל עשרה), כרטיסים של 10 שקלים (שלושה מכל עשרה), והשאר — כלום. כמה «שווה» כרטיס אחד? לא 50 ולא 0: אם נקנה הרבה כרטיסים, מה נקבל בממוצע לכרטיס? המספר הזה נקרא תוחלת.
כל פרס כפול ההסתברות שלו, והכול מחובר. כרטיס «שווה» 8 שקלים.
שימו לב מה התוחלת איננה: אף כרטיס לא נותן 8 שקלים. התוחלת היא לא ניבוי של המקרה הבא — היא הממוצע של הרבה מאוד מקרים. זו בדיוק הסיבה שחברת ביטוח מרוויחה ושחקן קזינו מפסיד: שניהם חיים לאורך זמן, והתוחלת מנצחת תמיד לאורך זמן.
כרטיס בהגרלה שלנו עולה 10 שקלים. משתלם לקנות?
Show the answer and the solution
לא. משלמים 10 ומקבלים בממוצע 8 — הפסד ממוצע של 2 שקלים לכרטיס. מי שקונה אלף כרטיסים יפסיד בערך אלפיים שקלים.
משחק הוגן
משחק נקרא הוגן כשתוחלת הרווח היא בדיוק אפס: בממוצע לא מרוויחים ולא מפסידים. ברווח נספור גם את מה ששילמנו — פרס 50 בכרטיס שעלה 10 הוא רווח של 40, וכרטיס ריק הוא רווח של מינוס 10.
באיזה מחיר כרטיס ההגרלה שלנו הופך את המשחק להוגן?
Show the answer and the solution
במחיר 8 — בדיוק התוחלת. אז תוחלת הרווח היא .
שתי מלכודות של תוחלת.
ממוצע פשוט של הפרסים מתעלם מההסתברויות — כאילו פרס נדיר שכיח כמו פרס נפוץ.
לפני כל חישוב, בדקו שההסתברויות מסתכמות ל-1. אם לא — חסרה תוצאה, או שיש טעות.
Exercises
Exercise 1
בהגרלה: פרס של 50 שקלים בהסתברות , פרס של 10 שקלים בהסתברות , ואפס אחרת. מהי התוחלת (בשקלים)?
Show the answer and the solution
Answer: 8
Worked solution:
האפס לא תורם
Exercise 2
בהגרלה אחרת: 100 שקלים בהסתברות , 20 שקלים בהסתברות , ואפס אחרת. מהי התוחלת?
Show the answer and the solution
Answer: 10
Worked solution:
Exercise 3
מטילים קובייה הוגנת ומקבלים בשקלים את המספר שיצא. מהי תוחלת הזכייה?
Show the answer and the solution
Answer: 3.5
Worked solution:
כל תוצאה בהסתברות
עוד דוגמה שהתוחלת לא חייבת להיות תוצאה אפשרית: אין פאה של 3.5.
Exercise 4
במשחק: בהסתברות 0.3 מרוויחים 20 שקלים, בהסתברות 0.7 מפסידים 10. מהי תוחלת הרווח?
Show the answer and the solution
Answer: -1
Worked solution:
הפסד נכנס עם סימן מינוס
תוחלת שלילית: לאורך זמן המשחק הזה מפסיד שקל למשחק.
Exercise 5
מהו משחק הוגן?
Show the answer and the solution
Answer: D משחק שתוחלת הרווח בו 0
Worked solution:
הוגנות היא עניין של תוחלת, לא של תדירות: אפשר לנצח לעיתים רחוקות סכום גדול — וזה עדיין הוגן.
Exercise 6
בהגרלת בית הספר כרטיס עולה 5 שקלים, והפרס היחיד — 40 שקלים — יוצא בהסתברות . מהי תוחלת הרווח של קונה כרטיס?
Show the answer and the solution
Answer: -1
Worked solution:
זוכה: רווח 35 ; מפסיד: מינוס 5
Exercise 7
משתנה מקבל את הערך 4 בהסתברות ואת הערך 10 בהסתברות . ידוע שהתוחלת היא 6. מהו ? (עשרוני)
Show the answer and the solution
Answer: 0.667
Worked solution:
Exercise 8
בהגרלה: לזכות ב-12 שקלים, לזכות ב-4 שקלים, והשאר — כלום. באיזה מחיר כרטיס (בשקלים) המשחק הוגן?
Show the answer and the solution
Answer: 4
Worked solution:
מחיר הוגן = התוחלת
Exercise 9
מכונה מייצרת חלק תקין בהסתברות 0.9. חלק תקין מכניס 8 שקלים, פגום עולה 12 שקלים (רווח שלילי). מהי תוחלת הרווח לחלק?
Show the answer and the solution
Answer: 6
Worked solution:
Exercise 10
בקופסה שני פתקים: על אחד רשום 30 ועל השני 0. מוציאים פתק אחד. כמה הגרלות כאלה בממוצע נדרשות כדי שסך הזכיות יגיע ל-60?
Show the answer and the solution
Answer: 4
Worked solution:
תוחלת להגרלה אחת
בממוצע כל הגרלה «שווה» 15, ולכן ארבע הגרלות מצטברות ל-60.