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a154312237 数学问题不能“觉得”。这问题用投针的模型不难解的:
1. 记平行线宽度是D,那么对于任意l长的的棒,在二维条件下以垂直于平行线的形式投向平行线,相交的概率是l/D(前提是l>D),或者1(如果l<D)
2. 研究棒在平行线平面上的投影是倾斜的情况。为了简便起见,我们只需要研究棒和平行线的夹角是0-π/2的情况。其余所有情况与此对称。假设棒扔出去后和平行线的夹角β在0-π/2内是均匀分布的(如果不是,可以用另一套概率密度函数来和这个相乘,比如用正态分布),那么:
2.1 首先,出现任意一个β~β+dβ的“姿势”的概率是 dβ/(π/2) = 2dβ/π
2.2 在此姿势下,总长度是L的棒在L<D的情况下,垂直于平行线的方向上的投影长度是(根据1) L*cos(β)
2.3 因此,在这个角度上的撞上概率是 dP=(2L/(πD))cos(β)dβ
3. 将(2.3)对β从0到π/2积分,得到P=2L/(πD),对于L>D的情况。
如果L<D,那么在有些β的情况下,Lcos(β)>D, 这时候撞上的概率就是1,因此积分的结果会变大。
具体拿来估计烟头的事情:估计烟头长度L在30mm左右,栏杆的间距D是120mm,
撞上的概率是15.9 %, 不算很小了。
每次扔,没撞上的概率是84.1% 连续n次扔都没撞上的概率就是 (84.1%)^n,在扔10次有至少一次出现撞上的概率是 1-0.841^10 = 82.3%,所以不难观察到此现象。
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lightening 投针的模型里面假设平行线是没有宽度的,但是栏杆是有宽度的,所以实际撞上的几率比计算的还要大。可以将栏杆的宽度加到棒的长度里面。