在写这篇日志的时候本人还年轻,还没完整的学过概率论~ 所以在理解不疯投针的时候有点纠结,写一篇解答以供如后查考。
问题描述:
设平面内无限分布着间隔为a的平行直线,一人在平面上方朝平面随意投针,针长皆为l(l<a)。问:投一根针至少压住一根线的概率是多少?
这里我假设有人不熟悉概率论里的几何概型,所以我讲得啰嗦点。 解这个问题的时候我们希望知道对于一次投针的情况,我们能利用某些
得到的参数,构造一个能表示所有投掷情况的全概空间,每个n维空间上的点对应一个系列参数构成的积(i1,i2,...,in)。那么在这个样本空
间中,若某些点中的参数符合一个约束条件:这个约束条件刻画了一次投针与平行线发生相交的情形,那么这个点就在事件的点集合中。
那么我们能知道什么参数呢。明显的,一次投针拥有随机参数β,β为针与一条平行线的夹角;由此可继续推理,若投针角度β一定,那么该针和
线产生交点的边界情形是: x= (l/2)*sinβ,x为针中点距离较近的那条平行线的距离,此时交点即在针尖。因此我们知道对于参数(x,β),它能
够用来表示投针试验的全概空间。现在我们将对(x,β)就发生相交的情形进行约束:
β∈[0,PI] 得: 满足这个关系的区域面积是从0到Pi的 (l/2)*sinβ 对β的积分的两倍
0<=x<=(l/2)*sinβ
又由(x,s)中每个参数的值域可知样本空间面积为 a/2 * PI。 由此,事件面积知道,全概面积知道,比值即为所求。