圓環上隨機取3個點組成一個銳角三角形的概率


問題rt,有很多解決方法。
先說結論,銳角三角形的概率是 \(\frac{1}{4}\),鈍角三角形的概率是 \(\frac{3}{4}\) ,直角三角形的概率是 \(0\).

1. 微積分

如下圖所示:

取單位圓上任意兩點點A和B,若ABC三點要夠成銳角三角形,則點C必須在DE之間。
設弧AB對應的圓心角為\(\theta\),易知\(\theta\)的概率密度為\(\frac{1}{\pi}\),C點在AB對應的DE段間的概率是\(\frac{\theta}{2\pi}\),因此三個點組成一個銳角三角形的概率為

\[\int_0^\pi \frac{1}{\pi}\cdot\frac{\theta}{2\pi}\mathrm{d}\theta = \frac{\theta ^ 2}{4\pi ^ 2}\bigg|_0^\pi = \frac{1}{4} \]

2. 幾何概型

易知,問題等價於將 \(2\pi\) 分成 \(\alpha, \beta, \gamma\),且都小於\(\pi\)。即

\[\begin{eqnarray} \alpha + \beta + \gamma & = & 2\pi \\ \alpha & < & \pi \\ \beta & < & \pi \\ \gamma & < & \pi \\ \end{eqnarray} \]

而樣本空間是 \(0 < \alpha < 2\pi , 0 < \beta < 2\pi, 0 < \gamma < 2\pi, \alpha+\beta+\gamma = 2\pi\)

計算一下面積比可得\(\frac{1}{4}\)

參考鏈接

  1. 圓上任選三點組成三角形,這個三角形是銳角、鈍角和直角三角形的概率分別是多少? - inversioner的回答 - 知乎
  2. 圓環上隨機取3個點組成一個銳角三角形的概率


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