以半径为1的圆内任一点为中心作弦,求弦长超过圆内接等边三角形边长的概率
以半径为1的圆内任一点为中心作弦,求弦长超过圆内接等边三角形边长的概率
以半径为1的圆内任一点为中心作弦,求弦长超过圆内接等边三角形边长的概率
以半径为1的圆内任一点为中心作弦,求弦长超过圆内接等边三角形边长的概率
这一点必须在内接等边三角形的内切圆内
圆心到内接等边三角形顶点的距离=圆半径=1
内接等边三角形的内切圆半径
=圆心到内接等边三角形边的垂直距离
=圆心到内接等边三角形顶点的距离÷2=0.5
大圆面积=∏
小圆面积=∏/4
概率=小圆面积/大圆面积=25%
贝特朗(Brtrand)奇论
几何概率在现代概率概念的发展中曾经起过重大作用.19世纪时,不少人相信,只要找到适当的等可能性描述,就可以给概率问题以唯一的解答,然而有人却构造出这样的例子,它包含着几种似乎都同样有道理但却互相矛盾的答案,下面就是一个著名的例子。
贝特朗奇论:在半径为1的圆内随机地取一条弦,问其长超过该圆内接等边三角形的边长 sqrt(3) 的概率等于多少?
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贝特朗(Brtrand)奇论
几何概率在现代概率概念的发展中曾经起过重大作用.19世纪时,不少人相信,只要找到适当的等可能性描述,就可以给概率问题以唯一的解答,然而有人却构造出这样的例子,它包含着几种似乎都同样有道理但却互相矛盾的答案,下面就是一个著名的例子。
贝特朗奇论:在半径为1的圆内随机地取一条弦,问其长超过该圆内接等边三角形的边长 sqrt(3) 的概率等于多少?
解(一)任何弦交圆两点,不失一般性,先固定其中一点在圆周上,以此点为顶点作一等边三角形,显然只有落如此三角形内的弦才满足要求,这种弦的另一端跑过的弧长为整个圆周的1/3,故所求概率为1/2
(二)弦长只跟它与圆心的距离有关,而与方向无关,因此可以假定它与某一直径,当且仅当它与圆心的距离小于 1/2 时,其长度才大于sqrt(3) ,因此所求概率为 1/3
(三)弦长被其中心唯一确定,当且仅当其中点属于半径为 1/2 的同心圆内时,弦长大于sqrt(3) ,此小于圆的面积为大圆面积的1/4 ,因此所求的概率为1/4
同一问题有三种不同的答案,细究原因,发现是在取弦时采用不同的等可能性假设。在第一种解法中,假定端点在圆周上均匀分布,在第二种解法中则假定弦的中心在直径上均匀分布,而第三种解法中又假定弦的中点在圆内均匀分布。这三种答案是针对三种不同的随机试验,对于各自的随机试验而言,它们都是正确的。
因此,在使用术语“随机”、“等可能”、“均匀分布”等时,应明确指明含义,这又因试验而异。
1899年贝特朗在巴黎出版《概率论》,书中对几何概率提出了批评,并以生动的实例引起大家的注意。这种善意的批评,推动了概率论的发展。
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