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伯特兰悖论


在半径为 半径 r 上随机绘制一条 概率 是多少?(即,圆上直线选取)弦的长度 >=r (或有时大于或等于内接等边三角形的边长;Solomon 1978,第 2 页)?答案取决于对“随机绘制两个点”的解释,或更具体地说,取决于问题的“自然”度量。

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在最常考虑的度量中,圆周 上的 theta_1theta_2 是随机选取的。不失一般性,这可以表述为:从正 x 沿单位圆测量的随机角 theta=theta_2-theta_1 的单个点的弦长的概率。由于长度作为 theta 的函数(圆上直线选取)由下式给出

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

求解 s(theta)=1 得到 pi/3,因此弦长大于 1 的上半单位圆的比例为

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

然而,如果将一个点随机放置在 半径 上,并绘制一条与之 垂直,则

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

后一种解释更令人满意,因为对于旋转的 内接 于第一个圆的略小的 ,或者对于尺寸相同但中心略微偏移的 ,结果保持不变。Jaynes (1983) 表明,将“随机”解释为 半径 上连续 均匀分布 是唯一具有所有这三种不变性的解释。


另请参阅

, 圆上直线选取, 几何概率

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参考文献

Bogomolny, A. "伯特兰悖论。" http://www.cut-the-knot.org/bertrand.shtml.Erickson, G. W. and Fossa, J. A. 悖论词典。 Lanham, MD: University Press of America, pp. 21-23, 1998.Isaac, R. 概率的乐趣。 New York: Springer-Verlag, 1995.Jaynes, E. T. 关于概率、统计和统计物理的论文。 Dordrecht, Netherlands: Reidel, 1983.Pickover, C. A. 无限之钥。 New York: Wiley, pp. 42-45, 1995.Papoulis, A. 概率、随机变量和随机过程,第二版。 New York: McGraw-Hill, pp. 11-12, 1984.Solomon, H. 几何概率。 Philadelphia, PA: SIAM, p. 2, 1978.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

伯特兰悖论

请引用为

Weisstein, Eric W. "伯特兰悖论。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/BertrandsProblem.html

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