0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

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

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Disk Triangle Picking

المؤلف:  Buchta, C

المصدر:  "Zufallspolygone in konvexen Vielecken." J. reine angew. Math. 347

الجزء والصفحة:  ...

8-2-2020

2694

+

-

20

Disk Triangle Picking

 Disk triangle picking

Pick three points P=(x_1,y_1)Q=(x_2,y_2), and R=(x_3,y_3) distributed independently and uniformly in a unit disk K (i.e., in the interior of the unit circle). Then the average area of the triangle determined by these points is

 A^_=(intint_(P in K)intint_(Q in K)intint_(R in K)1/2|x_1 y_1 1; x_2 y_2 1; x_3 y_3 1|dy_3dy_2dy_1dx_3dx_2dx_1)/(intint_(P in K)intint_(Q in K)intint_(R in K)dy_3dy_2dy_1dx_3dx_2dx_1).

(1)

Using disk point picking, this can be written as

 A^_=1/(2pi^3)int_0^1int_0^1int_0^1int_0^piint_0^(2pi)|A|dtheta_3dtheta_2du_1du_2du_3,

(2)

where

 A=1/2(sqrt(u_1u_2)sintheta_2-sqrt(u_2u_3)costheta_3sintheta_2-sqrt(u_1u_3)sintheta_3+sqrt(u_2u_3)costheta_2sintheta_3).

(3)

A trigonometric substitution can then be used to remove the trigonometric functions and split the integral into

 A^_=1/(4pi^3)int_0^1int_0^1int_0^1int_(-1)^1int_(-1)^1(|I_1|+|I_2|)×(dw_2dw_3du_1du_2du_3)/(sqrt((1-w_2^2)(1-w_3^2))),

(4)

where

I_1 = sqrt(u_1u_2(1-w_2^2))-w_3sqrt(u_2u_3(1-w_2^2))-sqrt(u_1u_3(1-w_3^2))+w_2sqrt(u_2u_3(1-w_3^2))

(5)

I_2 = sqrt(u_1u_2(1-w_2^2))-w_3sqrt(u_2u_3(1-w_2^2))+sqrt(u_1u_3(1-w_3^2))-w_2sqrt(u_2u_3(1-w_3^2)).

(6)

However, the easiest way to evaluate the integral is using Crofton's formula and polar coordinates to yield a mean triangle area

 A^_=(35)/(48pi)=0.232100...

(7)

for unit-radius disks (OEIS A189511), or

 A^__(A=1)=(35)/(48pi^2)=0.073880...

(8)

for unit-area disks (OEIS A093587; Woolhouse 1867; Solomon 1978; Pfiefer 1989; Zinani 2003). This problem is very closely related to Sylvester's four-point problem, and can be derived as the limit as n->infty of the general polygon triangle picking problem.

DiskTrianglePickingDistribution

The distribution of areas, illustrated above, is apparently not known exactly.

The probability P_2 that three random points in a disk form an acute triangle is

 P_2=4/(pi^2)-1/8=0.280284...

(9)

(OEIS A093588; Woolhouse 1886). The problem was generalized by Hall (1982) to n-dimensional ball triangle picking, and Buchta (1986) gave closed form evaluations for Hall's integrals.



REFERENCES:

Buchta, C. "Zufallspolygone in konvexen Vielecken." J. reine angew. Math. 347, 212-220, 1984.

Buchta, C. "A Note on the Volume of a Random Polytope in a Tetrahedron." Ill. J. Math. 30, 653-659, 1986.

Guy, R. K. "There are Three Times as Many Obtuse-Angled Triangles as There are Acute-Angled Ones." Math. Mag. 66, 175-178, 1993.

Hall, G. R. "Acute Triangles in the n-Ball." J. Appl. Prob. 19, 712-715, 1982.

Pfiefer, R. E. "The Historical Development of J. J. Sylvester's Four Point Problem." Math. Mag. 62, 309-317, 1989.

Sloane, N. J. A. Sequences A093587, A093588, and A189511 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Solomon, H. Geometric Probability. Philadelphia, PA: SIAM, 1978.

Woolhouse, W. S. B. "Solution to Problem 1350." Mathematical Questions, with Their Solutions, from the Educational Times, Vol. 1. London: F. Hodgson and Son, pp. 22-23, Jul. 1863-Jun. 1864.

Woolhouse, W. S. B. "Some Additional Observations on the Four-Point Problem." Mathematical Questions, with Their Solutions, from the Educational Times, Vol. 7. London: F. Hodgson and Son, p. 81, 1867.

Zinani, A. "The Expected Volume of a Tetrahedron Whose Vertices are Chosen at Random in the Interior of a Cube." Monatshefte Math. 139, 341-348, 2003.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد