一道概率问题,高手进!
求事件E={纸片与某直线相交}的概率 ?
要过程,详细过程! 展开
首先考虑什么情况才和直线相交,从图4,看出,只有当这个半圆所属的整圆的圆心距离直线的距离小于l/2的时候半圆才可能与直线相交。
算出圆心距离直线小于1/2的概率。
从整图中看出,对应的紫色部分就是与某直线举例小于等于l/2的部分,根据几何模型,求出概率有P{圆心落在与直线距离小于l/2区域}=(l/2)/a=l/2a
在该区域内,这是一个均匀分布。概率密度为1/(l/2)=2/l
下面分析如果圆心落入该范围,所属半圆能够与直线相交的概率。
看子图1,此图所示的是一个半圆与直线相交一个的临界状况,子图2所示是一个半圆与直线相交的另一临界状况,子图3所示是次半圆所旋转的角度能与直线相交的示意图,很明显,这也是一个几何模型,于是,在点落入l/2范围内的条件下,与直线相交的概率为α/2π。
下面仔细计算这个概率:
看子图5,设圆心距离直线距离h,则能与直线相交的部分为上方劣弧,其所对应的圆心角为2arccos(h/(l/2)),于是在圆心落入距离直线举例l/2范围内的条件下,与直线相交的概率为p=2arccos(h/(l/2))/2π
上述代数式中有一个未知量h,由于h是一个随机变量,且h服从参数为[l/2,a]的均匀分布,我们用h的分布律p=1/(l/2)=2/l代替参数h,有p=2arccos((2/l)/(l/2))/2π=2 arccos(4/l²) / 2π
要去监考了,监考回来继续做。
前面好像出错了
在圆心距离直线小于l/2的情况下,能够与直线相交的概率应该是优弧部分所对应的圆心角,在图3中标明了。
p=(π+2arccos(h/(l/2))/2π=1/2+arccos(h/(l/2))/π
此处如何处理这个变量h成为关键。
相信楼主知道投针实验的结果,l长的针与某直线相交的概率:P1=2l/a*pi
还有就是整个圆的实验结果,直径为l的整个圆与某直线相交的概率,只与圆半径有关:P2=l/a
对于半圆,分为两种概率相加,第一种为直径与某直线相交,则半圆必相交,
其概率与投针实验的概率P1相同。此时这半个圆与直线相交,另半个互补圆一定也相交。
第二种为直径与直线不相交,但半圆相交的情况,这种条件下,如果这半个圆与直线相交了,另半个圆一定不相交。概率应为(P2-P1)/2。
综上所述,P=(P1+P2)/2
=l(1/2+1/pi)/a
应该没有问题
参考资料: 如果您的回答是从其他地方引用,请表明出处