1

x

هدف البحث

بحث في العناوين

بحث في اسماء الكتب

بحث في اسماء المؤلفين

اختر القسم

القرآن الكريم
الفقه واصوله
العقائد الاسلامية
سيرة الرسول وآله
علم الرجال والحديث
الأخلاق والأدعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الجغرافية
الادارة والاقتصاد
القانون
الزراعة
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الهندسة المدنية
الأعلام
اللغة الأنكليزية

موافق

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Triangle Line Picking

المؤلف:  Sloane, N. J. A

المصدر:  Sequences A093063, A093064, A180307, and A180308 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

الجزء والصفحة:  ...

17-9-2018

2022

Triangle Line Picking

Isosceles triangle triangle line picking

Consider the average length of a line segment determined by two points picked at random in the interior of an arbitrary triangle. This problem is not affine, so a simple formula in terms of the area or linear properties of the original triangle apparently does not exist.

IsoscelesRightTriangleLinePickingDistribution

However, if the original triangle is chosen to be an isosceles right triangle with unit legs, then the average length of a line with endpoints chosen at random inside it is given by

l^__(isos. rt) = 4int_0^1int_0^1int_0^(1-x_1)int_0^(1-x_2)sqrt((x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(1)

= 1/(30)[2+4sqrt(2)+(4+sqrt(2))sinh^(-1)1]

(2)

= 0.414293...

(3)

(OEIS A093063; M. Trott, pers. comm., Mar. 10, 2004), which is numerically surprisingly close to sqrt(2)-1=0.414213....

Equilateral triangle line pickingEquilateralTriangleLinePickingDistribution

Similarly, if the original triangle is chosen to be an equilateral triangle with unit side lengths, then the average length of a line with endpoints chosen at random inside it is given by

l^__(eq.) = (int_0^1int_0^1int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_1-1/2|))int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_2-1/2|))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1)/(int_0^1int_0^1int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_1-1/2|))int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_2-1/2|))dy_2dy_1dx_2dx_1)

(4)

= (16)/3int_0^1int_0^1int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_1-1/2|))int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_2-1/2|))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1.

(5)

TriangleLinePickingRegions

The integrand can be split up into the four pieces

I_1 = int_0^(1/2)int_0^(1/2)int_0^(x_1sqrt(3))int_0^(x_2sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(6)

I_2 = int_0^(1/2)int_(1/2)^1int_0^(x_1sqrt(3))int_0^((1-x_2)sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(7)

I_3 = int_(1/2)^1int_0^(1/2)int_0^((1-x_1)sqrt(3))int_0^(x_2sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(8)

I_4 = int_(1/2)^1int_(1/2)^1int_0^((1-x_1)sqrt(3))int_0^((1-x_2)sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1.

(9)

As illustrated above, symmetry immediately gives I_2=I_3 and I_1=I_4, so

 l^__(eq.)=(32)/3(I_1+I_2).

(10)

With some effort, the integrals I_1 and I_2 can be done analytically to give the final beautiful result

l^__(eq.) = 1/(20)(4+3ln3)

(11)

= 0.364791843300...

(12)

(OEIS A093064; E. W. Weisstein, Mar. 16, 2004).

The mean length of a line segment picked at random in a 3, 4, 5 triangle is given by

l^__(3,4,5) = 1/(22500)(20460+9728ln2+5103ln3)

(13)

= 1.4581846...

(14)

(E. W. Weisstein, Aug. 6-9, 2010; OEIS A180307).

The mean length of a line segment picked at random in a 30-60-90 triangle was computed by E. W. Weisstein (Aug. 5, 2010) as a complicated analytic expression involving sums of logarithms. After simplification, the result can be written as

l^__(30-60-90) = 1/(1440)[204+36sqrt(3)+81ln3+2(9+8sqrt(3))ln(2+sqrt(3))]

(15)

= 0.2885717...

(16)

(E. Weisstein, M. Trott, A. Strzebonski, pers. comm., Aug. 25, 2010; OEIS A180308).


REFERENCES:

Sloane, N. J. A. Sequences A093063, A093064, A180307, and A180308 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."