一道概率问题,高手进!

向画满间隔为a的直线的桌面上任投一直径为l(l<a)的半圆形纸片。求事件E={纸片与某直线相交}的概率?要过程,详细过程!... 向画满间隔为a的直线的桌面上任投一直径为l(l<a)的半圆形纸片。
求事件E={纸片与某直线相交}的概率 ?
要过程,详细过程!
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在家里非礼的猫
2010-06-29 · TA获得超过5768个赞
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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/l&sup2;) / 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。

lkjhggv
2010-07-05 · TA获得超过3063个赞
知道大有可为答主
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我们只考虑圆心和的最近直线的距离x,很明显0≤x≤a/2,

而只有当0≤x≤r(r=I/2为圆的半径)时,才有可能与直线相交。

设事件A={半圆与直线相交|圆心与直线的距离x满足0≤x≤a/2}

1当x≥r时,P(A)=0;即半圆不可能与直线相交,如图所示

2当0≤x≤r时,右边图中表示的θ角度为不能与直线相交的旋转角度,半圆总共旋转角度为2π,因此此时概率P为1-θ/2π,又θ/2=arcsin(a/r),则P(x)=1-arcsin(a/r)/π

图中给出了求解过程

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张笃一
2010-07-03 · TA获得超过645个赞
知道小有建树答主
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这个其实可以作一个二维面主要有三个参数:

(1)直径与平行线的夹角x.x∈[0,π]

(2)圆心离平行线的距离y.y∈[0,a]

(3)左右半圆(L,R)

这样事件相交的概率就是满足

(1)L,y<l/2;或者 l/2sinx+y>a

 (2) R,a-y<l/2;或者 l/2sinx-y>0

这样可以作出如图概率区域(只作属L的半空间)

可知概率为:

(l+lπ/2)/πa

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神乃木大叔
2010-07-13 · TA获得超过2241个赞
知道小有建树答主
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一个简单的理解办法:
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
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百度网友97ed356
2010-07-03 · TA获得超过1755个赞
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这里要用积分,圆心到线的距离d<r的概率的I/a,此时d在(0,r)上的取值是等可能。求每一个d对应的概率,就是构成的弦的圆心角除以二派(6.28),详细是:圆心角设为2x,cosx=d/r,这样就知到每个d对应的圆心角。2x1,2x2,2x3,2x4,2x5…2xn,然后就是加起来2x,2x/(2派),这里2x就要积分,它的原函数是sinx,积分范围是(0,派),(d=r时,x=派)。所以2x=2(sin派-sin0)=2,那么在d<r时相交概率是1/派,d<r的概率是I/a,总概率是I/(a*派)

参考资料: 如果您的回答是从其他地方引用,请表明出处

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