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.

Sphere Tetrahedron Picking

المؤلف:  Buchta, C

المصدر:  "A Note on the Volume of a Random Polytope in a Tetrahedron." Ill. J. Math. 30

الجزء والصفحة:  ...

13-2-2020

1763

+

-

20

Sphere Tetrahedron Picking

Sphere tetrahedron picking is the selection of quadruples of of points corresponding to vertices of a tetrahedron with vertices on the surface of a sphere. n random tetrahedra can be picked on a unit sphere in the Wolfram Language using the function RandomPoint[Sphere[], <span style={" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/SphereTetrahedronPicking/Inline2.gif" style="height:15px; width:5px" />n, 4<span style=}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/SphereTetrahedronPicking/Inline3.gif" style="height:15px; width:5px" />].

Pick four points on a sphere. What is the probability that the tetrahedron having these points as polyhedron vertices contains the center of the sphere? In the one-dimensional case, the probability that a second point is on the opposite side of 1/2 is 1/2. In the two-dimensional case, pick two points. In order for the third to form a triangle containing the center, it must lie in the quadrant bisected by a line segment passing through the center of the circle and the bisector of the two points. This happens for one quadrant, so the probability is 1/4. Similarly, for a sphere the probability is one octant, or 1/8.

Pick four points at random on the surface of a unit sphere using

x = sqrt(1-u^2)costheta

(1)

y = sqrt(1-u^2)sintheta

(2)

z = u

(3)

with u in [-1,1] and theta in [0,2pi). Now find the distribution of possible volumes of the (nonregular) tetrahedra determined by these points. Without loss of generality, the first point may be taken as u_1=1, or (0,0,1), while the second may be taken as (0,u_2), or (sqrt(1-u_2^2),0,u_2). The average volume is then

V^_ = (int_(-1)^1int_(-1)^1int_(-1)^1int_(-1)^1int_0^piint_0^(2pi)|V|du_2du_3du_4dtheta_3dtheta_4)/(int_(-1)^1int_(-1)^1int_(-1)^1int_(-1)^1int_0^piint_0^(2pi)du_2du_3du_4dtheta_3dtheta_4)

(4)

= 1/(16pi^2)int_(-1)^1int_(-1)^1int_(-1)^1int_(-1)^1int_0^piint_0^(2pi)|V|du_2du_3du_4dtheta_3dtheta_4,

(5)

where the vertices are located at (x_i,y_i,z_i) where i=1, ..., 4, and the (signed) volume is given by the determinant

 V=1/(3!)|x_1 y_1 z_1 1; x_2 y_2 z_2 1; x_3 y_3 z_3 1; x_4 y_4 z_4 1|.

(6)

The analytic result is difficult to compute, but the exact result for the mean tetrahedron volume is given by

 V^_=4/(105)pi

(7)

(Miles 1971, Heinrich et al. 1998, Finch 2011). The raw moments can be computed more easily for even n, giving

= 2/(81)

(8)

= 4/(2025)

(9)

= (208)/(893025)

(10)

= (4352)/(130203045).

(11)



REFERENCES:

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

Finch, S. "Random Triangles VI." http://algo.inria.fr/csolve/rtg6.pdf. Jan. 7, 2011.

Heinrich, L.; Körner, R.; Mehlhorn, N.; and Muche, L. "Numerical and Analytical Computation of Some Second-Order Characteristics of Spatial Poisson-Voronoi Tessellations." Statistics 31, 235-259, 1998.

Miles, R. E. "Isotropic Random Simplices." Adv. Appl. Prob. 3, 353-382, 1971.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد