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miércoles, 23 de julio de 2014

Un juego en España al que apostar a todas las combinaciones

Durante toda la la primera mitad del 2014, un sorteo en España ofrecía la posibilidad de ganar dinero por medio del “método australiano” consistente en apostar a todas las combinaciones posibles.

El 7/39 es un juego de la ONCE en el que la probabilidad de ganar el primer premio (siete aciertos) es de una entre 15.308.937.
En competencia directa con lotería primitiva, bonoloto, el gordo de la primitiva, euromillones y eurojackpot, el 7/39 tiene poco éxito entre los apostantes. Cada sorteo se sellan alrededor de 140.000 apuestas.

El bajo número de apuestas hace que sea poco probable que en un sorteo dado haya ganadores de la máxima categoría. Incluso si las 140.000 apuestas por sorteo fuesen distintas, esta cifra supondría menos de un 1% de las combinaciones de siete números posibles (y más de un 99% de posibilidades de que en un sorteo dado no haya ganadores de primera categoría).
Hasta junio de 2014, el último sorteo con ganador de primera categoría en el 7/39 fue el 10 de octubre de 2011.
Cuando no hay ganadores de primera categoría, el importe destinado a premios de esta categoría se acumula en un bote para el siguiente sorteo. Con la recaudación actual, cada sorteo se incrementa el bote en unos 25.000 euros. Desde octubre de 2011, el 7/39 llegó a acumular un bote de más de 10 millones de euros.

Apostando a todas las combinaciones en el 7/39.

Supongamos que queremos tener la certeza de ganar un premio de primera categoría en el 7/39. Tendríamos que hacer una apuesta a cada una de las 15.308.937 combinaciones posibles. Esta apuesta supondría un coste total de 15.308.937 euros. Y garantizaría el siguiente número de premios:

  • 1ª categoría: 1 apuesta con 7 aciertos.
  • 2ª categoría: 223 apuestas con 6 aciertos.
  • 3ª categoría: 10192 apuestas con 5 aciertos.
  • 4ª categoría: 163184 apuestas con 4 aciertos.
  • 5ª categoría: 1364493 (aprox.) apuestas con 3 aciertos.
Dado el reparto de premios del 7/39, considerando una recaudación de 140.000 apuestas de otros apostantes, más 15.308.937 apuestas en bloque y un bote acumulado de 10.157.000 euros (como el que había el 8 de mayo de 2014), los premios esperados serían los siguientes:

Recaudación: 15.308.937+140.000 = 15.448.937€.
Importe destinado a premios (55%) = 8.496.915€
  • Premios 5ª categoría
    Apuesta en bloque 1.364.493 apuestas. 1.364.493 euros.
    Otros apostantes. 13.247 apuestas. 13247 euros.
  • Premios 4ª categoría
    Apuesta en bloque 163.184 apuestas. 1.631.840 euros.
    Otros apostantes. 1.682 apuestas. 16.820 euros.
Resto de importe destinado a premios:
8.496.915 – (1.364.493 + 13.247 + 1.631.840 + 16.820) = 5.470.515 euros.
20% = 1.094.103€ para premios de 3ª categoría.
30% = 1.641.154,50€ para premios de 2ª categoría
50% = 2.735.257,50€ para premios de 1ª categoría. Con el bote, 12.892.257,50€
  • Premios de 3ª categoría. 1.094.103/(10.192+80)= 106,51€ por apuesta
    Apuesta en bloque: 10.192 apuestas. 1.085.549,92€
    Otros apostantes: 80 apuestas. 8.520,80€
  • Premios de 2ª categoría. 1.641.154,50/(223+2)= 7294,02€ por apuesta
    Apuesta en bloque 223 apuestas. 1.626.566,46€
    Resto. 2 premiados. 14.588,04€
  • Premios de 1ª categoría.
    Apuesta en bloque 1 apuestas. 12.892.257,50€
    Resto. 0 apuestas.
Total de premios para la apuesta en bloque:
1.364.493+1.631.840+1.085.549,92+1.626.566,46+12.892.257,50 = 18.600.706,88€
La ganancia bruta sería de 18.600.706,88- 15.308.937= 3.291.769,88€
Teniendo en cuenta que las apuestas premiadas tienen una retención del 20% a partir de los primeros 2.500 euros, la ganancia neta aproximada sería de alrededor de 500.000 euros.

El problema de esta apuesta masiva.
El problema de una apuesta masiva como la planteada, es la posibilidad de que alguien más gane el premio. Aunque la probabilidad de otros ganadores es muy baja dado el nivel de apuesta, hay sorteos con premio de primera categoría. El 19 de junio de 2014 hubo un ganador de primera categoría.
Un inversor que hubiese apostado a todas las combinaciones en esa semana habría perdido alrededor de cuatro millones de euros, sin contar con la pérdida adicional por las retenciones a los premios.

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Apostar cuando la esperanza del premio es mayor de lo habitual.
 

Una apuesta a todas las combinaciones posibles.

En Estados Unidos cada estado organiza sus propias loterías (aunque existen juegos para más de un estado, de forma semejante al Euromillones y Eurojackpot en Europa).

En Virginia, un estado de Estados Unidos, existía hace unos años una loto consistente en extraer 6 números de un bombo con los números 1 al 44.
La probabilidad de ganar el primer premio en este sorteo es de una entre 7.059.052 (se calcula con la fórmula 44!/(6!*38!)). Cada apuesta individual costaba un dólar, por lo que algo más de siete millones de dólares aseguraban un premio de seis aciertos.

En 1992 la lotería de Virginia acumulaba un bote de 27 millones de dólares.
En esa situación, un grupo australiano recopiló fondos de más de 2000 inversores con los que apostar a cada una de las 7.059.052 combinaciones posibles.
Obtenidos los fondos, coparon durante cuatro días 125 puntos de venta de lotería y consiguieron sellar 5 millones de boletos (para los otros dos millones no tuvieron tiempo).
El día 15 de febrero de 1992, hubo un único boleto ganador del bote en el sorteo de la lotería de virginia, obteniendo 27 millones de dólares. Este boleto pertenecía a los inversores australianos.

La apuesta de la lotería de Virginia salió bien, porque el grupo inversor australiano ganó el bote. Pero los problemas logísticos (no conseguir sellar todas las opciones) podrían haberles hecho perder cinco millones de euros si los números ganadores hubiesen estado en los dos millones de combinaciones que no tuvieron tiempo de completar. Además, tuvieron suerte de ser los únicos ganadores del premio en ese sorteo.

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Un juego con esperanza positiva en España.

Apostar cuando la esperanza del premio es positiva.

Los juegos organizados por Loterías y Apuestas del Estado y la ONCE destinan menos de un 100% de la recaudación de cada sorteo a premios. Esto hace que, en general, la esperanza matemática de un premio en una jornada sea negativa.

Existen juegos y situaciones concretas en los que la esperanza matemática de premio puede ser positiva. Se trata de aquellos juegos en los que se acumulan botes para sorteos posteriores cuando no hay ganadores en alguna categoría. Si pasan varios sorteos sin que haya ganadores y el bote continúa incrementándose, puede darse una situación en la que el importe acumulado para un premio sea superior al coste de todos las apuestas necesarias para ganar dicho premio. Tomemos como ejemplo el Gordo de la Primitiva.

En El Gordo de la Primitiva, la probabilidad de ganar el premio mayor (5+1 aciertos) es de una entre 31.625.100.
Como cada apuesta sencilla cuesta 1,50 euros, para tener un 100% de probabilidades de ganar un premio de 5+1 aciertos, necesitaríamos invertir 31.625.100x1,50 = 47.437.650 euros.
El mayor bote hasta mayo de 2014 ha sido de 36.675.630,47€. Con once millones de euros más, se habría dado una situación en la que el premio ofrecido fuese mayor que la inversión necesaria para conseguirlo. Invirtiendo 47.437.650 euros en 31.625.100 apuestas distintas, ganaríamos un premio de 5+1 (mas muchos premios menores). Si no hubiese más acertantes, el resultado de la apuesta sería un beneficio. 
El principal punto débil de la idea de apostar cuando el premio supera a la inversión es la posibilidad de que existan otros acertantes aparte de nosotros. Si hay más de un boleto con los aciertos de la máxima categoría (5+1 en el caso de El Gordo), entonces el premio se reparte entre varios, con lo que el esperado beneficio se transformaría en una gran pérdida.

La estrategia de apostar cubriendo todos los resultados posibles de un sorteo se ha puesto en práctica al menos en una ocasión, en 1992.  

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Una apuesta a todas las combinaciones del sorteo.

domingo, 20 de julio de 2014

Esperanza matemática, ley de grandes números y los juegos de azar.

La ley de los grandes números y la esperanza matemática son conceptos que se utilizan en áreas técnicas como la estadística o los seguros.

El funcionamiento de las compañías de seguros se basa en la ley de los grandes números.
Supongamos por ejemplo que una compañía de seguros de coche tiene calculado que, en un año, 2000 de cada 10000 coches asegurados, tienen un accidente con un coste medio de reparación de 700 euros.
Si un día hay 10 nuevos coches que quieren asegurarse, la compañía estimará que 2 de ellos van a tener un accidente en el año y va a tener que pagar 2x700=1400 euros. Para poder hacer frente a los previsibles gastos futuros, la compañía exigirá a los 10 nuevos coches una cuota anual de al menos 140 euros por coche, para que entre todos paguen 1400 euros al año y cubran el gasto esperado.
Igual los 10 coches asegurados un día concreto salen problemáticos y cuestan a la compañía más de 1400 euros. Pero si los calculos de la aseguradora son correctos, entre todos los coches que asegura al año habrá un equilibrio entre los gastos por siniestralidad esperados y los gastos por siniestralidad reales. 
Al usarse la ley de los grandes números en áreas técnicas que mueven mucho dinero, se ha estudiado en profundidad y se ha realizado un un desarrollo matemático de la ley y sus implicaciones. Este desarrollo matemático permite extraer algunas conclusiones útiles a la hora de plantearse estrategias de juego:

1. Esperanza negativa en los juegos de azar.

Un juego en el que la esperanza sea 0, es un juego justo. Un juego en el que la esperanza sea menor que cero, es un juego en el que es más probable perder que ganar.
Los juegos de azar organizados en general, y los juegos de Loterías y Apuestas del Estado y de la ONCE en particular, tienen una esperanza matemática negativa para el premio menos el coste de la apuesta. 

Cada juego de azar se crea con la idea de ganar un dinero para el organizador. Para conseguir esto, es necesario que se reparta en premios menos que lo que se recauda.
  • En juegos como la primitiva o la bonoloto, esto está claro porque el importe de los premios (50 al 70%) depende de la recaudación.
  • En otros juegos, como la Lotería Nacional, en que los premios son fijos, podría darse el caso de que en un sorteo el organizador pierda dinero en un sorteo (si vende pocas participaciones y una de estas es la premiada). Pero a la larga, o vende todas las participaciones o bien habrá sorteos con pocas participaciones vendidas pero sin ganador. 
El que un juego tenga una esperanza negativa no quiere decir que todos los jugadores vayan a perder con el juego.
Por ejemplo, en el cupón diario, con una apuesta de 1,50 euros, de cada 100.000 jugadores, habrá 17998 que recuperen 1,50 euros quedándose como estaban y 1002 que ganen más de lo que gastaron. La idea con la que se juega al cupón diario es ser uno de esos 1002 de cada 100.000 que ganan más de 1,50 euros. De hecho, la idea es ser ese 1 de cada 100.000 que gana 35.000 euros.
2. Los métodos de selección de varias apuestas individuales no sirven para ganar dinero.

La esperanza matemática E(A+B) de dos apuestas A y B, es igual a E(A)+E(B).
Esto quiere decir, por ejemplo, que si una apuesta A tiene esperanza de premio negativa (al restar el coste de la misma) y una apuesta B tiene esperanza de premio negativa, entonces apostar a la vez a A y B va a seguir teniendo esperanza de premio negativa (la suma de dos negativos es un negativo mayor).
Si un décimo de lotería de jueves tiene un precio de 3 euros y su esperanza de premio es de 2,10-3,00=-0,90 euros (saldo negativo), si compramos dos décimos de lotería de jueves la esperanza de premio conjunta será 2,10-3+2,10-3=-1,80 euros. 
La consecuencia práctica de esto es que la acumulación de apuestas individuales que tienen esperanza negativa no puede utilizarse como método para ganar dinero de forma indefinida.

Supongamos un método de lotería que consiste en seleccionar con un criterio concreto, 20.000 de los 100.000 números de un sorteo.
Con este método podemos garantizar premios menores escogiendo distintas terminaciones.
También podemos conseguir el primer premio con más probabilidad 1/5 que si compramos un sólo cupón. Pero también vamos a gastar mucho más dinero.
Es posible usar este método un número reducido de veces y que tengamos suerte y en uno o dos sorteos seguidos tengamos el primer premio y ganemos dinero en total. Pero si se usa a la larga (por ejemplo en 50 sorteos), sólo conseguiremos el primer premio en aproximadamente la quinta parte de los mismos y perderemos dinero en conjunto.
3. La ley de los grandes números no sirve para compensar valores.

La ley de los grandes números trata del equilibrio a lo largo de un número alto de sorteos, pero no garantiza resultados en pruebas individuales.
Si tiramos una moneda a cara o cruz 10 veces y sale 8 veces cara y 2 veces cruz, la ley de los grandes números NO dice que el resultado 11 vaya a ser cruz porque hay que compensar.
Tampoco debe suponerse que porque haya salido cara más veces, este valor esté en racha y sea más probable que el resultado 11 sea cara.
La moneda no tiene memoria de las veces que ha salido cara y las veces que ha salido cruz y si no es una moneda sesgada, tiene tantas probabilidades en la tirada 11 de ser cara como de ser cruz. 
Las técnicas que se basan en contabilizar el número de veces que han salido valores previos son inútiles si se trata de sorteos con un resultado aleatorio.
Existen técnicas que contabilizan el número de veces que ha salido un número últimamente y proponen elegir los números que han salido menos, porque “a la larga” tienen que salir todos los números el mismo número de veces. También existen técnicas de “números calientes” que piensan que los números que están saliendo con más asiduidad tienen más probabilidad de salir.
Si el proceso de elección de los números no está sesgado, entonces todos los números tienen la misma probabilidad de salir en cada sorteo.
Por ejemplo, en la primitiva, cada una de las 49 bolas tiene una probabilidad de 6/49 de salir en un sorteo dado. Si el número 29 ha salido 7 veces en los últimos 10 sorteos y el número 30 no ha salido ninguna vez en los últimos 10 sorteos y las bolas de los dos números son iguales, entonces no podemos decir (si usamos un criterio matemático) que es fácil que salga el 29 porque está caliente ni que es más fácil que salga el 30 para compensar.
4. La ley de los grandes números sólo es aplicable a números muy altos de apuestas individuales.

Dado un juego de azar en que cada apuesta sencilla tiene la misma esperanza matemática, si un apostante realiza un número fijo de apuestas sencillas durante muchos sorteos, la media de ganancia en conjunto por apuesta será igual a la esperanza matemática.
En los Sorteos de Navidad de lotería nacional se reparte en premios el 70% de lo recaudado.
Si se hace una apuesta sencilla, por ejemplo comprar un décimo de 20 euros, el rango de resultados posibles va desde perder todo (ganar el 0% de lo apostado) a ganar el Gordo (ganar 2000000% de lo apostado).
Si se compran décimos de 1000 números distintos (20.000 euros en gasto), si no se tiene mucha suerte se conseguirán tan sólo unos reintegros y pedreas (ganar unos 2500 euros o el 12,5% de lo apostado). Con mucha suerte se ganaría primer, segundo y tercer premio, y muchos reintegros y pedreas (unos 590000 euros o el 2950% de lo apostado). 
Como vemos, al aumentar la apuesta se reduce el rango de ganancias o pérdidas probables, acercándose a la esperanza matemática. 
Si se repite la compra de 1000 números distintos durante muchos años, habrá años buenos y años malos, y en tendencia la suma de ingresos se irá acercando al 70%. 
Como estamos hablando de ley de grandes números, la tendencia puede no llegar a mostrarse en un conjunto moderado de sorteos (como los 50 ó 60 años que puede una persona jugar durante la vida al Sorteo de Navidad). Sí sería una tendencia visible en el caso de apostantes con mayor número de apuestas en más sorteos. Por ejemplo, una peña de bonoloto que apueste a miles de columnas por sorteo en 250 sorteos anuales durante 20 años, tenderá a ganar de media el 55% de lo apostado.

5. Jugar apuestas masivas a un juego con esperanza negativa y premio máximo no muy elevado, carece de sentido. 

Podemos intentar ver esto con un ejemplo.
La lotería nacional del jueves reparte el 70% de su recaudación en premios.
Como el décimo cuesta 3 euros, la esperanza de este juego es de -0,90€. Supongamos que jugamos a la lotería nacional del jueves 300 euros por semana durante 20 años. En ese período habremos apostado 300x52x20=312.000 euros.
Si con esos 312.000 euros (104.000 décimos) conseguimos ganar el premio especial al décimo (1.200.000 euros) al menos una vez, la apuesta habrá merecido la pena. Pero en otro caso, incluso ganando el primer premio en alguna ocasión y muchas veces premios inferiores, la inversión será deficitaria.
Si no existiese el premio especial al décimo, con la apuesta dada, teóricamente optaríamos a aproximadamente 165.000 euros en premios, incluyendo un primer premio, un segundo y 4 aproximaciones. Incluso ganando el primer premio cinco veces más de lo esperado estadísticamente, nos quedaríamos en 285.000 euros de ingreso para 312.000 de gasto. 
La mayor parte de los juegos como los cuponazos, sueldazos, lotería nacional, primitiva o euromillones, incluyen premios especiales que superan con claridad la apuesta máxima que puede realizar un inversor individual, por lo que el inversor puede ganar dinero a largo plazo si consigue ese premio especial.
Esto podría no cumplirse en el caso de apuestas sindicadas en las que cientos o miles de inversores se agrupan para realizar decenas de miles de apuestas por sorteo. Si los números elegidos en la apuesta sindicada se ajustan a las probabilidades del juego, podría darse el caso de peñas que ganen el euromillones o el eurojackpot varias veces y aún así pierdan dinero.

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Intentar predecir los resultados más probables para un juego.

La ley de los grandes números.

Desviaciones respecto a la esperanza matemática en sorteos individuales.

Al analizar el concepto de esperanza matemática con un ejemplo, hemos considerado una serie de cupones. Para una serie de 100.000 cupones, ya conocemos de antemano el número de cupones que conseguirá un premio y los importes de cada uno de los premios a entregar.

Hay juegos en los que el número de boletos que conseguirán premio no está predeterminado, como la primitiva. En otros juegos, no es fijo el total de ventas de cupones en un período concreto (puede venderse un número en varias series y otros números quedarse sin vender en ninguna serie). En estos casos, el importe medio de los premios obtenido puede ser distinto de la esperanza matemática.

Supongamos, por ejemplo, que en un sorteo del cupón diario se pusiesen en venta seis series y sólo se consiguiesen vender los cupones del 00000 al 59999.
Si el primer premio ese día fuese el 73517, no habría ganadores del primer premio. Sí habría ganadores de premios menores, como el 53517, que ganaría 200 euros por cupón.
En ese sorteo, la ONCE habría ganado por la venta de 360.000 cupones (60.000 cupones por serie y 6 series) 540.000 euros. Habría pagado en premios sólo 81.720 euros, con un premio medio por cupón de 81720/360000 = 0,23 euros.
Si en cambio el primer premio ese día fuese el 33517, habría ganadores del todas las categorías. En ese sorteo, la ONCE habría ganado por la venta de 360.000 cupones (60.000 cupones por serie y 6 series) 540.000 euros. Habría pagado en premios 378.711 euros, con un premio medio por cupón de  378711/360000 = 1,05 euros. 
Esta desviación entre el valor real de los premios y la esperanza matemática de los mismos se produce a nivel de sorteos individuales.

La ley de los grandes números.
Si se realizan muchos sorteos, habrá algunos en los que el premio medio sea superior al teórico y otros en los que el premio medio sea inferior al teórico. Si el número de sorteos es suficientemente alto, se acercará cada vez más al valor teórico.
Por ejemplo, de acuerdo con esto, podemos prever que entre todos los sorteos del cupón diario realizados hasta hoy, el premio medio por cupón, será muy cercano al valor teórico de 0,72. 
Este acercamiento del valor medio de los resultados de una serie al valor teórico esperable en la serie se llama ley de los grandes números.

Podemos entender la idea de la ley de los grandes números considerando series de sorteos de una moneda a cara o cruz.  En teoría, al lanzar una moneda al aire tiene la misma probabilidad de caer por el lado de la cara que de caer por la cruz.
Si hacemos alguna prueba real, puede suceder que lancemos 4 veces la moneda y salga cara: 100% de cara y 0% de cruz.
Si seguimos tirando hasta tener 50 lanzamientos, probablemente se haya equilibrado algo el número de caras y cruces (por ejemplo, 34 caras y 16 cruces, 68% y 32% respectivamente).
Si llegamos a 500 tiradas, lo normal es que siga tendiendo a equilibrarse los resultados (por ejemplo, 272 caras y 238 cruces, 54,2% y 47,6%).

¿Por qué nos detenemos tanto a tratar la esperanza matemática y la ley de los grandes números en unas páginas de estrategias en juegos de azar? Porque estos conceptos se utilizan, a veces correctamente y a veces incorrectamente para analizar estrategias que ayuden a optimizar la posiblidad de ganar un premio en un sorteo de lotería.


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Qué nos dice la probabilidad matemática sobre las apuestas.

Esperanza de un premio para un juego

Si tomamos un juego cualquiera, verificamos la probabilidad de conseguir con una apuesta sencilla cada uno de los premios, multiplicamos la probabilidad por el importe de cada premio y sumamos estos conceptos, tenemos un valor que se llama la esperanza.
Por ejemplo, tomamos el cupón diario de la ONCE.

Premio Probabilidad
35.000,00 euros  una entre  100.000,00
500,00 euros  una entre  50.000,00
200,00 euros  una entre  11.111,11
20,00 euros  una entre  1.111,11
6,00 euros  una entre  111,11
1,50 euros  una entre  5,56

La esperanza de premio para un cupón que compremos de este juego será
E = 1/5,56 * 1,50 + 1/111,11 * 6,00 + 1/1111,11*20,00 + 1/11111,11*200 + 1/50000*500 + 1/100000*35000 = 0,72
La idea asociada a la esperanza es que es el premio medio que se obtendría al comprar un cupón. Este concepto no tiene mucho sentido real para una apuesta individual (ninguno de los premios del cupón diario es de 0,72 euros), pero resulta válido cuando se considera un número masivo de cupones.

Por ejemplo, si vemos los premios que tendrá que entregar la ONCE para los compradores de los 100.000 números de una serie de su cupón, estos suman 72000 euros y 72000 euros entre 100000 cupones es 0,72.
Dado que el coste de un cupón de la ONCE es de 1,50 euros, la esperanza de ganancia media de un jugador que compra un cupón es de 0,72-1,50 = -0,78. Por cada cupón que se vende, los jugadores pierden, de media, 78 céntimos.

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