Calculadora de valor esperado
Calcula la esperanza matemática de distribuciones discretas.
Ingresa los valores de resultado y sus probabilidades para calcular E[X], la varianza y la desviación estándar.
Calculadora de valor esperado
Calcula la esperanza matemática de distribuciones discretas.
Valor del resultadoProbabilidad
Acerca de la calculadora de valor esperado
El valor esperado, también conocido como esperanza matemática o media de una distribución de probabilidad, es uno de los conceptos más importantes en teoría de la probabilidad y estadística. Representa el promedio a largo plazo del resultado de un experimento aleatorio si se repitiera muchas veces bajo condiciones idénticas. Para una variable aleatoria discreta X con resultados x₁, x₂, …, xₙ y probabilidades correspondientes p₁, p₂, …, pₙ, el valor esperado se define como E[X] = Σ xᵢ pᵢ.
El valor esperado no necesariamente es un valor que la variable aleatoria pueda tomar realmente: es un promedio ponderado de todos los resultados posibles. Por ejemplo, lanzar un dado justo de seis caras tiene un valor esperado de 3.5, aunque 3.5 no sea una cara del dado. Esta interpretación como promedio a largo plazo se formaliza mediante la ley de los grandes números, que establece que la media muestral converge al valor esperado a medida que aumenta el número de ensayos.
Esta calculadora también calcula la varianza Var(X) = E[(X − E[X])²] = E[X²] − (E[X])², que mide qué tan dispersa está la distribución alrededor de su media. La desviación estándar σ = √Var(X) es la raíz cuadrada de la varianza y se expresa en las mismas unidades que X, por lo que resulta más fácil de interpretar en la práctica.
El valor esperado tiene innumerables aplicaciones en ciencia, economía, finanzas e ingeniería. En teoría de decisiones, sirve como base para maximizar la utilidad esperada: la idea de que los agentes racionales eligen la acción con el mayor beneficio esperado. En seguros, los actuarios usan el valor esperado para fijar primas: la prima debe cubrir el pago esperado más los costos operativos y el margen de beneficio. En diseño de juegos, el valor esperado determina si un juego es justo. En teoría de carteras, el rendimiento esperado de una cartera de inversión es el promedio ponderado de los rendimientos esperados de sus activos.
Al usar la calculadora, asegúrate de que todas las probabilidades sean no negativas y sumen exactamente 1 (dentro de una pequeña tolerancia). Si las probabilidades no suman 1, la distribución no está bien definida y el cálculo del valor esperado no tendrá sentido. Los errores comunes incluyen ingresar porcentajes en lugar de probabilidades decimales (por ejemplo, escribir 25 en lugar de 0.25) u olvidar alguno de los posibles resultados.
Ejemplos
Estos ejemplos ilustran cómo se aplica el valor esperado en distintos escenarios reales.
| Resultados y probabilidades | E[X] | Notas |
|---|---|---|
| Dado: valores 1–6, cada uno con probabilidad 1/6 ≈ 0.1667 | E[X] = 3.5 | Dado justo de seis caras; ejemplo clásico de libro |
| Inversión: +$1000 (30%), +$500 (40%), −$200 (20%), −$500 (10%) | E[X] = $410 | Rendimiento esperado positivo a pesar del riesgo a la baja |
| Seguro: pago de $0 (95%), $5,000 (4%), $25,000 (1%) | E[X] = $450 | Pago anual promedio por póliza; usado para fijar primas |
| Control de calidad: costo de $0 (85%), $50 (10%), $150 (4%), $500 (1%) | E[X] = $15 | Costo esperado de defectos por unidad en fabricación |
Cómo usar esta calculadora
- Ingresa cada posible resultado en el campo Valor del resultado; puede ser cualquier número real (positivo, negativo o cero) que represente el pago o el resultado.
- Ingresa la probabilidad correspondiente en el campo Probabilidad; debe ser un decimal entre 0 y 1 (por ejemplo, 0.25 para 25%).
- Agrega más filas con el botón Agregar resultado hasta que estén listados todos los resultados posibles.
- Verifica que las probabilidades sumen 1 antes de hacer clic en Calcular valor esperado; la calculadora mostrará un error si no lo hacen.
- Haz clic en Calcular valor esperado para ver E[X], la varianza, la desviación estándar y la suma de probabilidades.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el valor esperado?
El valor esperado E[X] es el promedio ponderado por probabilidades de todos los resultados posibles de una variable aleatoria. Representa la media a largo plazo que observarías si el experimento se repitiera muchas veces. Formalmente, E[X] = Σ xᵢ × pᵢ, donde xᵢ es cada resultado posible y pᵢ es su probabilidad.
¿Las probabilidades deben sumar exactamente 1?
Sí. Para que una distribución de probabilidad sea válida, las probabilidades deben sumar exactamente 1 (o muy cerca de 1 dentro de la tolerancia por redondeo). Si no lo hacen, la distribución no está bien especificada y el valor esperado no tiene sentido. Esta calculadora revisa la suma y mostrará un error si se desvía de 1 en más de 1%.
¿Cuál es la diferencia entre valor esperado y promedio?
Los términos están relacionados, pero se usan en contextos distintos. “Promedio” (o media muestral) se refiere a la media aritmética de un conjunto observado de datos. “Valor esperado” se refiere a la media teórica de una distribución de probabilidad, es decir, la media que esperarías observar a largo plazo. A medida que crece el tamaño de la muestra, la media muestral converge al valor esperado (ley de los grandes números).
¿El valor esperado puede ser negativo?
Sí, el valor esperado puede ser cualquier número real, incluidos valores negativos. Un valor esperado negativo significa que el proceso es desfavorable en promedio; por ejemplo, la mayoría de los juegos de casino tienen un valor esperado negativo para el jugador. Un valor esperado positivo significa que el proceso es favorable en promedio, por eso los seguros y las inversiones legítimas se fijan para tener valor esperado positivo para el proveedor.
¿Qué me dice la varianza sobre una distribución?
La varianza Var(X) = E[(X − E[X])²] mide la desviación cuadrática promedio respecto de la media. Una varianza alta significa que los resultados están muy dispersos, con colas pesadas o valores extremos. Una varianza baja significa que los resultados se agrupan cerca de la media. La desviación estándar σ = √Var(X) suele preferirse porque tiene las mismas unidades que X, lo que la hace más intuitiva.
¿Cómo se usa el valor esperado en la toma de decisiones?
En teoría de decisiones, el criterio del valor esperado dice que un agente racional debería elegir la acción con el mayor beneficio esperado. Este principio sustenta la fijación de precios de seguros, el análisis de inversiones, la teoría de juegos y el diseño de ensayos clínicos. Sin embargo, el valor esperado por sí solo no capta la aversión al riesgo: una persona podría preferir una ganancia segura de $50 a una probabilidad del 50% de ganar $120, aunque la segunda tenga mayor valor esperado. Por eso la teoría de la utilidad esperada amplía el marco básico.