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 分析出正确答案可能费脑筋,检验一下倒是不难

      这不都电脑时代了吗,编个小程序,搞个蒙地卡罗simulation,让电脑替你算一下先。

    • 家园 (5*pie-6*3^0.5)/(8*pie-6*3^0.5)

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    • 家园 想起了“贝特兰的概率悖论”

      由于有一个无穷对无穷的对应关系,其解不唯一,值依赖于前提假定。1/2,1/4,甚至是其他的值都有可能。

      数学史上“贝特兰的概率悖论”的存在促使科学家们努力对概率基础进行完善。就如罗素集合悖论促使发展公理化集合论的一样,必有一包子。。。

      • 家园 所以,此题无解!
      • 家园 对不爱的敬仰如滔滔江水

        不过,此例究竟是否如贝特兰的悖论一样,还待高人给出一个确实的说法。

        贝特兰的概率悖论

        在日常生活中有许多事情,如果你细细思量一番,就会觉得其间有些自相矛盾。

        比如,一个村子里只有一位理发师,这位理发师只给本村不替自己理发的人理发。这是长年延袭下来的,不可违背的村规。现在问:这位理发师的头由谁来理?

        无论怎样的答案,都将出现矛盾。倘若理发师的头发是“由别人理”的,那么按村规他的头必须由理发师来理,但村里的理发师只有一个,这就变成理发师自己理自己的头,这与原先假定的理发师头“由别人理”自相矛盾。又若理发师的头由“自己来理”,那么按村规:由自己理发的人,理发师是不该给他理的。然而“他”的头,恰恰就是理发师理的,又矛盾。

        上例在数学上称为“悖论”,意思是自相矛盾的奇谈怪论。一门学科出现悖论,表明该学科的基础还不够严谨。十九世纪末,集合论已成为近代数学的基本工具之一,但究竟什么是集合,连它的创始人,德国著名数学家康托(Cantor,1845~1918)教授,也没有能完全讲清楚。1902年,英国数学家罗素(Bretrand Russell 1872~1970)提出了一个类似于前面例子的集合悖论,使人对严谨的集合论产生怀疑,从而给整个数学界以极大的震动。此后多年,许多著名的学者绞尽脑汁,试图医治这个怪症,终于使集合论的基础研究取得了重大的突破。

        集合论是如此,概率论也是如此,到十九世纪末,概率论虽说已经头角峥嵘,但由于缺乏严格的理论基础,常常被人找到一些可钻的空子。其中最为典型的要算1889年法国数学家贝特兰(1822~1900)提出的概率悖论:在圆内任作一弦,其长度超过圆内接等边三角形边长a的概率是多少?

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        因为设PQ为直径。以P、Q为顶点作圆内接等边三角形,分别交PQ于M、N点。在PQ上任取一点H,过H作弦AB⊥PQ,由H必为AB中点。显然,要使AB长大于a,必须使H落于MN之中,易知MN的长为PQ的一半。

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        外链图片需谨慎,可能会被源头改

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        因为设AB为任意弦,由AB中点H必在以AO为直径的小圆周上。过A作圆内接等边三角形交小圆于M、N点,显然,要使AB长大于a,必须使H落于MN上。易知MN的长为小圆圆周的三分之一。

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        因为设AB为任意弦,H为中点。显然,要使AB长大于a,必须使OH小于a/2,即在大圆半径一半的小园内。这样小园的面积是大圆的四分之一

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        • 家园 可能是我想得多了

          我第一感觉以为这个问题和那个悖论类似,所以说必有以报之,就是想推出几种可以自圆其说的结果,但尝试了很多种方案,推来推去结果都是1/4!

          如果想推出结果是1/2来,必须引入大小不等的圆弧上点可以一一对应的假定,这个用在概率计算中有点牵强(尽管在拓扑学中是合理的),不如贝特兰的概率悖论中那些推理严谨,所以在我没有发现新的比较合理的计算之前,我倾向于此问题有固定解为1/4!

          另外贝特兰的三种推理中用到了三种在概率计算中都视为“合理”的假定(均匀化假定):第一种解答是假定直线上的点均匀分布的;第二种解答是假定小圆周上的点均匀分布;而第三种解答是假定整个圆内的点均匀分布。如果你上面的问题能够通过不同的"均匀化假定'推出不同的结果,那么就算是贝特兰的悖论的一种变种了,否则不算。所以我只好继续探索中。。。

    • 家园 想出来了!请指教. 根据我在楼下的出发点,

      please see

      http://www.cchere.net/article/415164

      for the correction to the following

      -----------------------------------------

      三点必须落在半圆内为钝角.

      边界情况:两点落在直径上,那么三角形的重心(WRONG :-))一定落在距离圆中心一半半径的地方!!!

      那么钝角三角型的重心距离圆中心一定大于1/2的半经! 所以只有重心落在一半半经的同心圆外, 才是钝角.

      反之, 重心落到同心圆内, 锐角. 其面积为大圆面积的(1/2)^2=1/4

      答案: 1/4的概率是锐角

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