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伯特蘭悖論


在半徑為 半徑 r 上隨機繪製一條 機率 是多少?(即,圓上直線選取)弦的長度 >=r (或有時大於或等於內接等邊三角形的邊長;Solomon 1978,第 2 頁)?答案取決於對“隨機繪製兩個點”的解釋,或更具體地說,取決於問題的“自然”度量。

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在最常考慮的度量中,圓周 上的 theta_1theta_2 是隨機選取的。不失一般性,這可以表述為:從正 x 沿單位圓測量的隨機角 theta=theta_2-theta_1 的單個點的弦長的機率。由於長度作為 theta 的函式(圓上直線選取)由下式給出

 s(theta)=2|sin(1/2theta)|,
(1)

求解 s(theta)=1 得到 pi/3,因此弦長大於 1 的上半單位圓的比例為

 P=(pi-pi/3)/pi=2/3.
(2)

然而,如果將一個點隨機放置在 半徑 上,並繪製一條與之 垂直,則

 P=((sqrt(3))/2r)/r=(sqrt(3))/2.
(3)

後一種解釋更令人滿意,因為對於旋轉的 內接 於第一個圓的略小的 ,或者對於尺寸相同但中心略微偏移的 ,結果保持不變。Jaynes (1983) 表明,將“隨機”解釋為 半徑 上連續 均勻分佈 是唯一具有所有這三種不變性的解釋。


另請參閱

, 圓上直線選取, 幾何機率

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參考文獻

Bogomolny, A. "伯特蘭悖論。" http://www.cut-the-knot.org/bertrand.shtml.Erickson, G. W. and Fossa, J. A. 悖論詞典。 Lanham, MD: University Press of America, pp. 21-23, 1998.Isaac, R. 機率的樂趣。 New York: Springer-Verlag, 1995.Jaynes, E. T. 關於機率、統計和統計物理的論文。 Dordrecht, Netherlands: Reidel, 1983.Pickover, C. A. 無限之鑰。 New York: Wiley, pp. 42-45, 1995.Papoulis, A. 機率、隨機變數和隨機過程,第二版。 New York: McGraw-Hill, pp. 11-12, 1984.Solomon, H. 幾何機率。 Philadelphia, PA: SIAM, p. 2, 1978.

在 上被引用

伯特蘭悖論

請引用為

Weisstein, Eric W. "伯特蘭悖論。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/BertrandsProblem.html

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