给定一个单位体积的正四面体,考虑连接在四面体内随机选取的点对的线段长度。长度的分布如上图所示,平均线段长度可以用闭合形式给出,如下所示:
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(2)
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(OEIS A366019; Beck 2023)。
这个优美的结果取代了 E. Weisstein 于 2005 年 2 月使用准蒙特卡洛数值积分估计的近似值 。(事实上,使用最大误差增量为
的全局自适应方法的数值积分给出了更精确的估计值 0.729462。)
要获得单位边长的正四面体(而不是单位体积)的平均线段长度,求解 (其中
是以边长表示的四面体体积)关于
的方程,得到
,并取
,得到:
(3)
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(4)
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此值在 Wolfram 语言中实现为:PolyhedronData["Tetrahedron", "MeanInteriorLineSegmentLength"].