主题:在一个园上任点三点,求为锐角三角形的概率 -- 大明湖
看各位讨论的热闹,俺也来参合一把。俺从最基本的开始,不涉及那么多的高深理论――其实是俺不懂,嘿嘿
首先明确两个基本命题:
(一)、在已知圆上任取一点的概率是100%
(二)、在已知圆圆上取一定点的概率是0
一个已知圆上遍布无数点,无论何种情况下都可以取得任意一点,就像一个六面都只有一个红点的色子,抛出去得到红点的概率是100%,所以(一)成立;当这个色子不是只有六个面,而是一个含有无数面的多面体时,想要得到一个指定面上的红点概率自然为零,也就是在圆上取得一个定点的概率为0(在圆周上无数的点中找到一个指定的定点是不可能完成的任务)。
上面两个命题如果成立,下面的问题就好解决了,如果不成立,那么下面的讨论自然也不成立 :(
1、设三角形的三个点为ABC,任取一点A,概率100%。过A点的直径另一端点是a,a点唯一
2、在圆上取另一点B,点B和点A(或a)重合的概率为0――见前提(二),则第二点B的取得概率也是100%。过点B的直径另一端点是b,b点唯一
3、构成锐角三角形ABC的充分必要条件是点C必须落在短弧ab上,落在长弧ab上则构成了钝角三角形(C点与A、B、a、b点重合或ABC三点重合的概率为零,不予考虑)。
4、则锐角三角形的概率即为弧ab/周长,若设弧AB的圆心角为α,则概率则为α/2π。
5、α的取值范围是(0,π)利用积分,可以最后求出概率。
6、反之可以求出钝角三角形的概率,不过α的取值范围是(π,2π)
7、最后可以推出一个关于直角三角形的结论:已知圆上任取三点成为直角三角形的概率为零,因为第二点B的取得概率(点B与点a重合)为零。
大家别逼着我要结论,嘿嘿……我的微积分都还给老师了,我只是给出一点提示,直观上看,锐角三角形的概率要小于钝角三角形的概率,但是两者之和一定为1。(答案是π/4?)
不会吧。
钝角3角型一定能用一个半圆框起来。
俺自己想错了。受教。
在区域[0,2pi]间均匀分布,三个角中任一个是钝角的概率都是1/4。1-3/4=1/4,得证。画个图就清楚了。
1/4 is the right answer
是通过计算圆弧长与圆周长的比得出的,圆周长=2π;alpha为A,B两点间的的弦与经过A点的直径(过圆心的弦,不知该怎么称呼)之间的夹角;那么C点位于长弧段时,为锐角三角形,长弧段长为:π+2*alpha。那么概率为(π+2*alpha)/2π。以alpha在0到π/2中作积分,得出结果1/2+π/8。
我的数学学得不好,各位见笑了。
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
你的解答中:
圆周长=2π;alpha为A,B两点间的的弦与经过A点的直径(过圆心的弦,不知该怎么称呼)之间的夹角;那么C点位于长弧段时,为锐角三角形
但是C点位于长弧段时,不一定为锐角三角形
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
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
看到大家对此题如此感兴趣,这里将两个我认为比较严谨的技法用图解的方式,给以说明。此题解法不为一,大家继续。
1。这个是CatOH提出的积分求解法。
http://www.talkcc.com/uploadfile/0,0508/795_05112105.png
2。这个是不爱吱声提出的解析几何求解法
http://www.talkcc.com/uploadfile/0,0508/795_05113657.png
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【原创】受您的启发,我的答案是:1/2+π/8
是通过计算圆弧长与圆周长的比得出的,圆周长=2π;alpha为A,B两点间的的弦与经过A点的直径(过圆心的弦,不知该怎么称呼)之间的夹角;那么C点位于长弧段时,为锐角三角形,长弧段长为:π+2*alpha。那么概率为(π+2*alpha)/2π。以alpha在0到π/2中作积分,得出结果1/2+π/8。
我的数学学得不好,各位见笑了。
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设A,B两点的圆周对称点为A',B',那么C点位于AB'及A'B之间的短弧段时为钝角三角形,B'A'之间的短弧段长度为:π-2*alpha。那么概率为(π-2*alpha)/2π。以alpha在0到π/2中作积分,得出结果1/2-π/8。
C点位于绿色圆周时是锐角三角形。
你的算法对了,根据你的算法,结果正好是1/4。
【原创】受您的启发,我的答案是:1/2+π/8
是通过计算圆弧长与圆周长的比得出的,圆周长=2π;alpha为A,B两点间的的弦与经过A点的直径(过圆心的弦,不知该怎么称呼)之间的夹角;那么C点位于长弧段时,为锐角三角形,长弧段长为:π+2*alpha。那么概率为(π+2*alpha)/2π。以alpha在0到π/2中作积分,得出结果1/2+π/8。
我的数学学得不好,各位见笑了。
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设A,B两点的圆周对称点为A',B',那么C点位于AB'及A'B之间的短弧段时为钝角三角形,B'A'之间的短弧段长度为:π-2*alpha。那么概率为(π-2*alpha)/2π。以alpha在-π/2到π/2中作积分,得出结果π/4。
C点位于绿色圆周时是锐角三角形。
黄色部分面积为积分结果:π/4。
但这个结果明显是错的,因为图上就可看出不应该大于1/2
请不老哥为我改错。谢谢。