文/檸檬
日前有一則新聞提到,教育部長潘文忠宣布,預計111學年(今年9月)起在全國各高中落實新制,規定各高中第一節(8點10分)前不得要求學生強行到校。此新制雖還未正式實施,但每位高中生想必看了心情愉悅,終於能多睡點了,但是能多睡多少時間呢?應該要幾點起床才不會遲到呢?
這時候,我們不妨來聊聊數學上的一個小工具——「期望值」,它可以利用簡單的計算幫大家決定最佳出門時間,除此之外,或許在平常和朋友間的小遊戲(例如擲骰子、21點)還能獨占鰲頭呢!期望值,顧名思義就是一個期待的值,是指一個公平且隨機的試驗中,每次可能結果的機率乘以其結果的總和。
鼓勵準時 發早餐券
例如,在擲骰子的遊戲中,1~6每個數字出現的機率都是1/6,如果擲出1點可以得到1元,擲出2點可以得到2元,依此類推,在這次遊戲中擲骰子的期望值為(1×1/6)+(2×1/6)+(3×1/6)+(4×1/6)+(5×1/6)+(6×1/6)=3.5(元)。
我們再回頭看看「期望值」這個小工具怎麼幫助我們不遲到呢?
以小檸參加公司某日活動為例,小檸居住在汐止,活動地點在內湖,需要先從汐止搭公車到南港展覽館捷運站,再搭捷運到內湖,捷運時間班次多且時間固定,而公車班次不固定,時間更是難以估計。正常從上車至終點的時間為20分鐘,若遇上塞車潮,塞個半小時以上是稀鬆平常的事。為鼓勵大家準時參加活動,活動規定開始時間為8點半,如果準時抵達可以得到100元早餐券,如果遲到,則沒有早餐券,就得自掏腰包付早餐券的價錢囉。
根據小檸每日上班觀察,如果小檸在7點前搭上公車,能避開塞車潮的機率為100%,能在7點前抵達南港展覽館站,肯定不會遲到,7點搭上公車不遲到的期望值為(100×0%)+(100×100%)=100(元)。
估期望值 冷靜判斷
如果在7點半搭上公車,能避開塞車潮的機率為40%,抵達南港展覽館站的時間可能晚於8點,遲到的機率也大增,7點半搭上公車不遲到的期望值為(100×60%)+(100×40%)= ﹣ 20(元)。如果8點搭上公車,能避開塞車潮的機率為0%,這時候不用計算,想必大家都可以猜到8點搭上公車不遲到的期望值為﹣100元囉。
依照筆者的案例來看,大家應該可以輕易推算出,到底該幾點出門才不容易遲到。其實期望值常被運用在各種時候,例如常見的樂透彩、摸彩、擲骰子等遊戲中。大家平日想試試手氣之餘,不妨也想想除了運氣以外,期望值也是個很值得參考的數字喔。或許在算出期望值後,我們的每一次出手就會相對冷靜了,畢竟在多數的遊戲中,莊家通常是最後的大贏家。