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平均线段长度


平均线段长度 l^_ 是在给定形状内进行线段选取时,线段的平均长度。如下表总结(其中 Delta(3) 表示 Robbins 常数Delta(n) 是其在维度 n 上的推广),对于一些简单形状的线段选取,平均线段长度可以以闭合形式计算。

形状l^_标准化参考
(3,4,5) 三角形线段选取(341)/(375)+(2432ln2)/(5625)+(567ln3)/(2500)边长 3, 4, 5E. Weisstein (Aug. 6-9, 2010), A. G. Murray (Apr. 4, 2020)
30-60-90 三角形线段选取(17)/(120)+(sqrt(3))/(40)+(9ln3)/(160)+(9+8sqrt(3))/(720)ln(2+sqrt(3))单位斜边E. Weisstein, M. Trott, A. Strzebonski (Aug. 25, 2010), A. G. Murray (Apr. 4, 2020)
球体线段选取(36)/(35)单位半径
圆盘线段选取4/pi单位半径
立方体线段选取Delta(3)Robbins 常数单位体积(= 单位边长)Robbins (1978), Bailey et al. (2007)
圆盘线段选取(128)/(45pi)单位半径
等边 三角形线段选取1/5+(3ln3)/(20)单位边长E. Weisstein (Mar. 16, 2004), A. G. Murray (Apr. 4, 2020)
超立方体线段选取Delta(n)单位边长Bailey et al. (2007)
等腰直角 三角形线段选取(2sqrt(2)+1)/(15)+(4+sqrt(2))/(30)sinh^(-1)1边长 1, 1, sqrt(2)M. Trott (Mar. 10, 2004), A. G. Murray (Apr. 4, 2020)
直线线段选取1/3单位线段长度
球体线段选取4/3单位半径Solomon (1978, p. 163)
正方形线段选取Delta(2)=(2+sqrt(2))/(15)+1/3sinh^(-1)1单位边长
四面体线段选取1/7-(37pi)/(315sqrt(2))+(2sqrt(2))/(15)tan^(-1)(sqrt(2))+(113ln3)/(420)单位边长Beck (2023)

在某些情况下,线段长度的概率密度函数也可以获得闭合形式。

Beck (2023) 找到了所有五个柏拉图立体的平均线段长度的闭合形式。


另请参阅

球体线段选取, 圆线段选取, 立方体线段选取, 圆盘线段选取, 超立方体线段选取, 线段选取, 直线线段选取, 直线点选取, 线段, 平均四面体体积, 平均三角形面积, 正方形线段选取, 球体线段选取, 三角形线段选取

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参考文献

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; and Crandall, R. E. "Box Integrals." J. Comput. Appl. Math. 206, 196-208, 2007.Beck, D. "Mean Distance in Polyhedra." 22 Sep 2023. https://arxiv.org/abs/2309.13177.Robbins, D. "Average Distance between Two Points in a Box." Amer. Math. Monthly 85, 278, 1978.Solomon, H. Geometric Probability. Philadelphia, PA: SIAM, 1978.

如此引用

Weisstein, Eric W. “平均线段长度。” 来自 MathWorld—— Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/MeanLineSegmentLength.html

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