Две ставки могут иметь одинаковую ожидаемую стоимость и при этом ощущаться совершенно по-разному: одна спокойная, другая швыряет от джекпота к разорению. Среднее этого не видит. Чтобы измерить риск, нужна вторая величина — разброс исходов.
Среднее говорит, куда целится ставка. Разброс — насколько она может промахнуться.
Принцип рискаОжидаемая стоимость сжимает ставку в одно число и теряет важное: насколько широко гуляют исходы.
$E[X]=0$. Колебания мелкие: «потрепало и отпустило».
$E[X]=0$ — то же! Но качает в $10$ раз сильнее.
Среднее у обеих ноль, а ощущение и риск — несопоставимы. Значит, $E[X]$ нужно дополнить мерой того, как далеко исходы разлетаются от среднего.
Дисперсия измеряет, насколько в среднем исходы отклоняются от ожидаемого значения.
Каждое отклонение от среднего возводим в квадрат (чтобы плюсы и минусы не гасились), взвешиваем по вероятности и складываем. Корень из дисперсии — стандартное отклонение $\sigma$: «типичное отклонение» в тех же единицах, что и исходы.
Б: $+100$ и $-100$ при $E[X]=0$. Тогда $\mathrm{Var} = 0{,}5\cdot(100-0)^2 + 0{,}5\cdot(-100-0)^2 = 0{,}5\cdot 10\,000 + 0{,}5\cdot 10\,000 = 10\,000$, а $\sigma = \sqrt{10\,000} = 100$. У ставки А аналогично $\sigma = 10$. Средние равны, но $\sigma$ в десять раз больше — вот мера риска.
В каждой паре у ставок одинаковое среднее. Выберите ту, что рискованнее — у которой шире разброс.
Среднее в каждой паре равно — значит, решает только разброс ($\sigma$).
1А: $+10$ / $-10$ (50 на 50). Б: $+100$ / $-100$ (50 на 50). Оба $E[X]=0$.
2А: гарантированно $+50$. Б: $+100$ / $0$ (50 на 50). Оба $E[X]=50$.
3А: $+30$ / $-10$ (50 на 50). Б: $+12$ / $+8$ (50 на 50). Оба $E[X]=10$.
4А: $+20$ / $0$ (50 на 50). Б: $+110$ / $-90$ (50 на 50). Оба $E[X]=10$.
При равном среднем рискованнее та ставка, у которой больше разброс. Но «больше риска» — не всегда «хуже».
Хорошая новость: разброс можно уменьшить, почти не трогая среднее.
Именно поэтому портфель из многих активов спокойнее одной акции с тем же ожидаемым доходом: разброс гасится за счёт независимости.
Среднее и разброс вместе описывают ставку честнее, чем одно среднее.
Главное. Два решения с одинаковым $E[X]$ могут различаться по риску. Дисперсия $\mathrm{Var}(X)=\sum p_i(x_i-E[X])^2$ и её корень $\sigma$ измеряют разброс исходов вокруг среднего. При равном среднем рискованнее ставка с большим $\sigma$; разброс снижают диверсификацией. Дальше — как считать число исходов (Модуль $2.5$).
Пять вопросов по ключевым идеям модуля. Выберите ответ — сразу увидите верный вариант и пояснение. Прогресс сохраняется.
Образовательный материал. Дисперсия и σ в примерах и интерактиве проверены расчётом. Ссылки ведут на поиск источника.