Giochi di sorte Definizione: giochi nei quali la vincita è legata solo al caso (e non all'abilità del giocatore!) TEORIA In un gioco di sorte, indico con p.c.= prova casuale S= importo che posso vincere P= probabilità di vincita Si definisce con S·p=speranza matematica della vincita Schematizzazione del gioco X: guadagno al gioco X è una variabile casuale1 così strutturata X S 0 p p 1-p 1 Il guadagno, ovvero i valori assunti dalla v.c., posso essere sintetizzati con una media aritmetica ponderata2: M(X)=S·p+0·(1-p)=S·p La speranza matematica della vincita è la media della v.c. guadagno. Interpretazione della speranza matematica: Importo che vinco mediamente3 partecipando molte volte al gioco. Un gioco può essere più articolato e produrre più vincite (ma anche perdite!). In tal caso il calcolo della s.m. viene necessariamente fatto come media della v.c. guadagno. X p S1 p1 S2 p2 … S3 p3 1 1 Si definisce VARIABILE CASUALE una variabile che assume valori al verificarsi di certi eventi casuali, ovvero con certe probabilità; gli eventi casuali devono essere incompatibili e complementari e la somma delle probabilità deve essere sempre = 1. Struttura di una V.C.: E X p E1 x1 p1 E2 x2 p2 La prima colonna (degli eventi casuali) ……. generalmente si omette En xn pn 1 2 Si definisce media aritmetica ponderata la media di un insieme di valori legati a dei pesi: x1 x2 …. xn p1 p2 … pn n Media x1 p1 x2 p2 ... xn pn p1 p2 ... pn x p i i 1 i n p i 1 i Nel caso di v.c. il denominatore vale 1. 3 mediamente: se ogni volta vincessi la stessa somma ogni volta vincerei la speranza matematica. 1 ESEMPI Gioco 1: estraggo una carta da un mazzo di 40; vinco € 1,5 solo se esce una figura. p.c.= estrazione carta da un mazzo di 40 S= € 1,5 p= 12/40 speranza matematica=1,5·12/40=0,45 X: guadagno al gioco X 1,5 0 p 12/40 28/40 M(X)=…=0,45 Interpretazione: Partecipando molte volte a questo gioco vincerò mediamente € 0,45, ovvero se ogni volta dovessi realizzare la stessa vincita, questa sarebbe di € 0,45. Gioco 2: estraggo una carta da un mazzo di 40 e vinco € 1,5 se è una figura , € 2,5 se è un asso altrimenti perdo € 2. X 1,5 2,5 -2 p 12/40 4/40 24/40 1 M(X)=1,5·12/40+2,5·4/40-2·24/40= -0,5 In tal caso, partecipando molte volte al gioco, perdo mediamente € 0,5. 2 Equità di un gioco di sorte Definizione: un gioco di sorte si dice equo se la s.m. vale 0. Importante: per valutare l'equità di un gioco di sorte occorre 1. Costruire la v.c. che esprime il guadagno 2. Calcolarne la media e vedere se vale 0 Un gioco non equo può essere corretto modificando una qualche vincita o perdita imponendo alla s.m. di essere =0. Giochi organizzati. Definizione: un gioco di sorte si dice organizzato quando un antagonista è un professionista, ovvero vuole assicurarsi guadagni con il gioco. Esempi: Gioco del Lotto, del SuperEnalotto; l'organizzatore-professionista è, in questo caso, lo Stato (che si assicura con tali giochi notevoli guadagni!) Gratta e vinci: l'organizzatore è ancora lo Stato. Roulette, slot-machine, giochi del Casinò Video-poker…? Assicurazioni: possono essere viste come giochi di sorte nei quali pago un importo (detto premio in gergo assicurativo) e ricevo importi se si verificano eventi casuali (incidente, vita, morte,…). Nei giochi organizzati pago un prezzo per partecipare. P=prezzo. X=v.c. guadagno X p S1-P p1 S2-P p2 … S3-P p3 1 Il gioco sarà equo se M(X)=0. M(X)=(S1-P)·p1+ (S2-P)·p2+…+ (Sn-P)·pn=0 raccogliendo ed esplicitando rispetto P P= S1·p1+ S2·p2+…+ Sn·pn Dunque il gioco sarà equo se il prezzo è uguale alla speranza matematica della vincita. Osservazione importante sui giochi organizzati: Un gioco organizzato è necessariamente un gioco non equo, in quanto deve assicurare un guadagno all'organizzatore. Oltretutto l'organizzatore deve coprire delle spese fisse di organizzazione. Sorgono allora le seguenti domande: Domanda: Ha senso partecipare ad un gioco non equo? (ovvero con speranza matematica del guadagno negativa) Risposta: Ha senso partecipare poche volte: infatti la perdita certa si verificherebbe solo effettuando molte volte il gioco (vedi definizione iniziale). Partecipando invece poche volte, occasionalmente, si può tentare la fortuna e si possono realizzare vincite. Domanda: L'organizzatore è certo di realizzare guadagni? Risposta: Sì, in quanto l'organizzatore effetta moltissime volte il gioco e dunque la speranza matematica effettiva sarà vicinissima a quella attesa. 3 Il gioco precedente non è equo in quanto avvantaggia il mio antagonista. Modificare la perdita in modo da renderlo equo. X 1,5 2,5 -x p 12/40 4/40 24/40 1 M(X)=1,5·12/40+2,5·4/40-x·24/40=0 risolvendo l'equazione si ottiene: x=1,17 Gioco del Lotto Punto € 2,5 su un ambo di una certa ruota. Lo Stato, in caso di vincita, mi restituisce 250 volte il prezzo pagato, ovvero € 2,5·250=625. Valutare l'equità del gioco. X= v.c. vincita X p 625 2/801 0 1-2/801 1 M(X)= 625·2/801=1,56 1,56<2,5 il gioco non è equo: avvantaggia lo Stato. Quanto dovrebbe restituire lo Stato nel caso precedente se il gioco fosse equo? X p P·x 2/8014 0 1-2/801 1 P·x·2/801=P x·2/801=1 x=801/2=400,5 In caso di equità lo Stato dovrebbe restituire 400,5 volte il prezzo pagato. Quanto si aspetta di guadagnare lo Stato su 3.000 puntate di € 2,5 ciascuna su un ambo di una certa ruota? Mediamente € 0,945 per puntata, dunque, complessivamente, 0,94· 3.000=€ 2.820 4 5 88 2 3 p ... 801 90 5 0,94=2,5-1,56, calcolato precedentemente. 4