五千年(敝帚自珍)

主题:在一个园上任点三点,求为锐角三角形的概率 -- 大明湖

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        • 家园 答案:1/2

          圆上第一点是任意的,圆心为原点,第一点方向为X轴,

          圆上第二点的角度为A,

          A在[0,180]和[180,360]的概率各1/2

          A[0,180]时,第3点能构成锐角三角形时角度需在[A,360],概率=1/2*((360-A)/360)

          [180,360]时,第3点能构成锐角三角形时角度需在[0,A],概率=1/2*(A/360)

          两者相加=1/2

          • 家园 答案:1/4

            圆上第一点是任意的,圆心为原点,第一点方向为X轴,

            圆上第二点的角度为A,

            A在[0,180]和[180,360]的概率各1/2

            A[0,180]时,第3点能构成锐角三角形时角度需在[A,360],概率=1/2*((360-A)/360)

            第三点在[A,360]时,构成三角形不一定是锐角

            [180,360]时,第3点能构成锐角三角形时角度需在[0,A],概率=1/2*(A/360)

            同样,第三点在[0,A]时,构成三角形不一定是锐角

            • 家园 您说得对,我没画图想当然了

              第3点的范围各在[A,180+A/2][A/2,A]

              所以概率为(180-A/2)/360/2+A/360/2=1/4

      • 家园 这个解法好

        俺自己想错了。受教。

    • 家园 今天中午俺吃了pizza

      然后俺忽然想到了这道题。

      什么是锐角3角型,那就是3点不在同1半圆内,而钝角是在同1半圆内。几何证明从略。

      而第1点的选取可以随意。然后俺们以这点的直径把圆1切2。所以该命题可以转化成剩下的2个点落在不同半圆里概率。

      所以,俺认为,答案应该是1/2。

    • 家园 为了大家看贴方便,将在新兵营谈论的其他解法贴到这里

      这个是CatOH提出的解法:

      这题基本的假设是每一点在圆周上的概率分布均匀,如果没有这个基础就成了不爱吱声提到的贝特兰的概率悖论。

      画一个单位圆,因为均匀分布,取第一点为(1,0)总是可以的,y轴与x轴垂直,取在第二点与第一点构成的劣弧a那一边(如果第一点第二点正好构成直径,那么y的上下方向就任意取,而且这种情况的概率为0,其实可以忽略),那么第二点对应的圆心角设为theta,可知theta<=pi。而且第二点的theta均匀分布。

      过第一点与第二点作两条直径将单位圆分为四分,只有当第三点落在前面提到的劣弧a对面等长的劣弧b上时,三点才可能构成锐角三角形,这个概率是theta/(2pi)。

      因为第二点theta均匀分布,所以构成锐角三角形的概率是:

      {0-pi的积分[theta/(2pi) * d(theta)]}/pi

      =1/4

      链接出处

      这个是不爱吱声给出的另外的解法

      实际上,任何一个三角形都有一个外接圆;圆上任三点都可以组成三角形。那就意味着,原题目可以修改为在平面内任何画一个三角形,其中画出锐角三角形的概率是多少?

      于是,这个问题原来是可以脱离圆来考虑的。因此,还有一个求解方法是:仅仅利用三角内角之间的关系来求解,而不需要圆的存在。

      设任意三角形三个内角角度为x,y,180-x-y,对于任意三角形,我们有:

      0<x<180; 0<y<180; 0<x+y<180 (1)

      对于锐角三角形,我们有:

      0<x<90; 0<y<90; 90<x+y<180 (2)

      用解析几何的方式,我们可以将x,y看成是两个坐标,第一个不等式组在x,y坐标空间上围出一个等腰直角三角形区域,两个直角边长为180;同理第二个不等式组在x,y坐标空间上也围出一个小一点的等腰直角三角形区域,两个直角边长为90。如果我们假设x,y的值在坐标空间是均匀分布的话,你会发现,第二个不等式组围出一个小三角形的面积正好是第一个不等式组围出一个大三角形的面积的1/4。

      链接出处

      目前来看,这个题目有确定的答案是1/4。大家看看还能不能找到其他解法。

    • 家园 我原来认为是1/4,现在认为是1/2

      理由如下:

      首先假设点在圆周上的分布是随机均匀的。圆的周长为L,三点分别为A、B、C,三点不会重合。那么三角形ABC中,取A点把圆周展开成一数轴,

      ①当B点落在(0,0.5L)之间时,若C点也落在(0,0.5L)之间,这时是钝角三角形;若C点落在(0.5L,L)之间,这时是锐角三角形;若C点落在0.5L点,这时是直角三角形。

      ②当B点落在0.5L点上时,不管C点落在那里,都是直角三角形。

      ③当B点落在(0.5L,L)之间时,若C点落在(0,0.5L)之间,这时是锐角三角形;若C点落在(0.5L,L)之间,这时是钝角三角形;若C点落在0.5L点,这时是直角三角形。

      综上,锐角三角形的概率为:0.5*0.5+0.5*0.5=0.5

      直角三角形的概率为0

      钝角△的概率为0.5*0.5+0.5*0.5=0.5(方法二:1-0.5=0.5)

      用几何概率方法,直角△因为要落在一点上,概率为0。

      ========

      之前我认为是1/4,是以为在③中,C点总是在B点之后,即c点落在(B,L)之间,这样就总是钝角△。然而C点是可能落在(0,0.5L)之间的,即可能是锐角△。

      • 家园 有问题

        (1)当B点落在(0,0.5L)之间时,若C点也落在(0,0.5L)之间,这时是钝角三角形;若C点落在(0.5L,L)之间,这时是锐角三角形

        若C点落在(0.5L,L)之间,这时不一定是锐角三角形

        • 家园 现在我要重新好好考虑一番,不过我对任意平面画△的概率有点看法

          1、圆上点的分布是随机均匀的,不等于角的分布是随机均匀的。

          2、平面的形状对点的分布是有影响的,例如,在平面上的正方形区域中任意三点组成△和在长方形区域中任意三点组成△,锐角△和钝角△的概率是不一样的。显然,形状扁的长方形中钝角△的概率要大些。

          • 家园 你说的例子并不能说明我的证明不对

            任意三角形都有唯一外接圆。

            这是我可以将园内接三角形扩展到任意三角形的基础。

            而这个对于正方形或者长方形并不成立。算正方形或者长方形内接三角形锐角概率因此不可以任意外推。

            • 家园 我的意思是您把点的随机均匀分布和角的随机均匀分布混淆了

              我并不是说您的证明出错了,只不过这两者前提可不是一回事。不是一个概念。

              第二,您提到把这个题外延,那么,在无限的区间说概率实在有点玄,所以我举出2个不同的例子说明,外延的证明可能有问题。

              说到底,您的证明是建立在是随机均匀分布的前提下。而不是的随机均匀分布

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