機器學習 – 練習題:一段1米長的繩子 隨機切兩刀 分成三段 求能夠組合成一個三角形的概率


   

Q1-1:一段1米長的繩子 隨機切兩刀 分成三段 求能夠組合成一個三角形的概率

 

不妨設x為兩個切點坐標中的較小值,y為較大值,x≠y

可能情況的全體為:

可能情況全體構成的區域為:

三角形三邊關系:

三條邊的長度分別為:x, y-x, 1-y

則:x+y-x>1-y

y-x+1-y>x

1-y+x>y-x

整理得:

y>0.5

x<0.5

y-x<0.5

該事件的可行域是:

因此,能組成三角形的概率是0.25

   

解法二:設切下來的兩段長度分別為x,y

事件全體構成的區域表示為:

x>0且

y>0

1-x-y>0

三角形三邊關系:

x+y>1-x-y

y+1-x-y>x

1-x-y+x>y

如圖:

   

解法三:微積分法

分情況討論:

  1. 0<x<y<1
  2. 0<y<x<1

若x<y,則根據三邊關系,有:

x<0.5

y>0.5

y-x<0.5

若x>y,則根據三邊關系,有

x>0.5

y<0.5

x-y<0.5

以情況一為例:

x服從[0, 0.5]上的均勻分布

y的取值滿足條件0.5<y<0.5+x

取積分:

乘以2,得0.25

   

對微積分法的解釋:

第一步:在[0, 1]上投擲點x,假設x落點是隨機的,概率就是1

第二步:x落點確定之后,隨機投擲y

y的可能取值也是[0, 1]

第三步:x分情況討論,x<0.5 + x>0.5

1. x<0.5

滿足條件的y的區間是[0.5, x+0.5](根據三角形三邊關系確定的)

該區間長度為x,點y落在該區間內的概率是x/1 = x

2. x>0.5:同理

注意:假設線段長度為10,則應用上述微積分表達式時,注意使用雅可比系數(1/10

 


2019年9月30日  於南湖湖畔  

 


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