Σκέψου ότι παίζεις το εξής παιχνίδι:
- Πρώτα στρίβεις ένα «άτιμο» νόμισμα που με πιθανότητα 0.55 φέρνει κορώνα (κίνηση) και με πιθανότητα 0,45 γράμματα (όχι κίνηση).
- Μετά, αν έφερες κορώνα ζημιώνεσαι με ένα ποσό Χ τυχαία (δηλ. ομοιόμορφα) επιλεγμένο από το διάστημα [25,50]. Αν όμως έφερες γράμματα, ζημιώνεσαι με ένα ποσό Χ τυχαία επιλεγμένο από το διάστημα [20,30].
Το ίδιο με άλλα λόγια - εμένα μου αρέσουν τα παιχνίδια περισσότερο, οπότε τα περισσότερα προβλήματα τα έγραφα έτσι. :Ρ
Λοιπόν, για τη σ.π.π. το πιο εύκολο που έχεις να κάνεις είναι να βρεις τη συνάρτηση κατανομής πρώτα που έχει και μία απλή διαισθητική ερμηνεία - εκφράζει αθροιστική πιθανότητα. Θα συμβολίζουμε με Χ την τυχαία μεταβλητή που μετράει τη ζημιά μας γενικά (αγνοούμε το πρόσημο αφού είναι πάντα -) ενώ με Υ θα συμβολίζουμε την τυχαία μεταβλητή που μετράει τη ζημιά στην περίπτωση κορώνας και Ζ τη ζημιά μας στην περίπτωση γραμμάτων. Τότε, από το θεώρημα ολικής πιθανότητας έχουμε:
Τώρα, εδώ μπορείς να παραγωγίσεις και να βρεις τη συνάρτηση πυκνότητας. Πρόσεξε μόνο ότι εν γένει δεν παραγωγίζεται η συνάρτηση κατανομής στα tricky σημεία, δηλαδή στο 20, στο 25, στο 30 και στο 50 - εκ των υστέρων μπορεί να βγει παραγωγίσιμη σε κάποια από αυτά αλλά a priori δεν το ξέρουμε.
Οπότε έχουμε:
αφού η παράγωγος της κατανομής είναι η πυκνότητα (εκεί που υπάρχει). Τώρα, αν λάβεις υπ' όψιν και ότι
για χ στο [25,50] και μηδέν εκτός αυτού και ότι
για x στο [20,30] παίρνεις:
Τώρα, στα άκρα των διαστημάτων όρισέ την όπως θέλεις - δεν έχει σημασία, άλλωστε.
Τώρα, από όλα τα παραπάνω, σημασία έχει η διαίσθηση που κουβαλάει η σχέση:
Τι σου λέει πρακτικά (δηλ. μπακάλικα και με μία μικρή αβλεψία) αυτό; Ότι η σχετική πιθανότητα (η σ.π.π. δε μετράει πιθανότητα αλλά σχετική πιθανότητα) να ζημιωθείς με ένα ποσό χ (κίνηση) είναι ένας σταθμισμένος μέσος όρος των πιθανοτήτων να ζημιωθείς με τον τρόπο που ζημιώνεσαι στη μία περίπτωση (Υ), επί την πιθανότητα να εμπίπτεις σε αυτήν την περίπτωση (0.55) συν την πιθανότητα να ζημιωθείς όπως στην άλλη περίπτωση (Ζ) επί την πιθανότητα να εμπίπτεις σε αυτήν την περίπτωση (0.45).
Με άλλα λόγια, είναι σαν να παίρνεις μία «μορφή» του Θεωρήματος Ολικής Πιθανότητας για τις σ.π.π. - παρόλο που δεν εκφράζουν πιθανότητες οι σ.π.π..
Τώρα, η μέση τιμή βγαίνει εύκολα αφού ξέρεις τη σ.π.π..