1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Square Point Picking

المؤلف:  Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; and Crandall, R. E

المصدر:  "Box Integrals." Preprint. Apr. 3, 2006.

الجزء والصفحة:  ...

28-8-2018

2104

Square Point Picking

 

 

SquarePointPickingRandom

Picking two independent sets of points x and y from a unit uniform distribution and placing them at coordinates (x,y) gives points uniformly distributed over the unit square.

SquarePointPickingDistances

The distribution of distances d from a randomly selected point in the unit square to its center is illustrated above.

The expected distance to the square's center is

d^__(center) = int_0^1int_0^1sqrt((x-1/2)^2+(y-1/2)^2)dxdy

(1)

= 1/6P

(2)

= 1/6(sqrt(2)+sinh^(-1)1)

(3)

= 0.3825978582

(4)

(Finch 2003, p. 479; OEIS A103712), where P is the universal parabolic constant. The expected distance to a fixed vertex is given by

d^__(vertex) = int_0^1int_0^1sqrt(x^2+y^2)dxdy

(5)

= 1/3[sqrt(2)+sinh^(-1)1],

(6)

which is exactly twice d^__(center).

The expected distances from the closest and farthest vertices are given by

d^__(closest) = 1/(24)[2+sqrt(2)sinh^(-1)1]

(7)

d^__(farthest) = 1/(24)[18-4sqrt(10)-8sqrt(2)csch^(-1)2+9sqrt(2)sinh^(-1)1-sqrt(2)sinh^(-1)2].

(8)

SquarePointPicking

Pick N points at randomly in a unit square and take the convex hull H. Let <A> be the expected area of H<s> the expected perimeter, and <P> the expected number of vertices of H. Then

lim_(N->infty)(N(1-<A>))/(lnN) = 8/3

(9)

lim_(N->infty)sqrt(N)(4-<s>) = 2sqrt(pi)M

(10)

= (4sqrt(2)pi^2)/([Gamma(1/4)]^2)

(11)

= 4.2472965...,

(12)

lim_(N->infty)<P>-8/3lnN = 8/3(gamma-ln2)

(13)

= -0.309150708...

(14)

(OEIS A096428 and A096429), where M is the multiplicative inverse of Gauss's constant, Gamma(z) is the gamma function, and gamma is the Euler-Mascheroni constant (Rényi and Sulanke 1963, 1964; Finch 2003, pp. 480-481).

In addition,

lim_(N->infty)N<s> = [8/5(3+4sqrt(2))-(32)/5ln(1+sqrt(2))-(8pi^4)/([Gamma(1/4)]^4)]+I_1+I_2+I_3

(15)

= 1.37575...,

(16)

where

I_1 = -4int_1^infty(sqrt(1+s^2)-s)phi(s-1)ds

(17)

I_2 = 1/4int_1^inftyint_1^t(sqrt(1+s^2)-s)(sqrt(1+t^2)-t)psi(t/s-1)s^(-3)dsdt

(18)

I_3 = 1/8int_1^inftyint_1^infty(sqrt(1+s^2)-s)(sqrt(1+t^2)-t)psi(st-1)dsdt

(19)

and

phi(s) = 1/(2(s+1)^2)-1/(4s(s+1))+1/(4s)(tan^(-1)(sqrt(s)))/(sqrt(s))

(20)

psi(s) = (15)/(s^3)+1/(s^2)-((15)/(s^3)+6/(s^2)-1/s)(tan^(-1)(sqrt(s)))/(sqrt(s))

(21)

(Groeneboom 1988; Cabo and Groeneboom 1994; Keane 2000; Finch 2003, p. 481).


REFERENCES:

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; and Crandall, R. E. "Box Integrals." Preprint. Apr. 3, 2006.

Cabo, A. J. and Groeneboom, P. "Limit Theorems for Functionals of Convex Hulls." Probab. Th. Related Fields 100, 31-55, 1994.

Finch, S. R. Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 480-481, 2003.

Groeneboom, P. "Limit Theorems for Complex Hulls." Probab. Th. Related Fields 79, 327-368, 1988.

Heuter, I. "Limit Theorems for the Convex Hull of Random Points in Higher Dimensions." Trans. Amer. Math. Soc. 351, 4337-4363, 1999.

Keane, J. "Convex Hull Integrals and the 'Ubiquitous Constant.' " Unpublished note, 2000.

Rényi, A. and Sulanke, R. "Über die konvexe Hülle von n zufällig gewählten Punkten, I." Z. Wahrscheinlichkeits 2, 75-84, 1963.

Rényi, A. and Sulanke, R. "Über die konvexe Hülle von n zufällig gewählten Punkten, II." Z. Wahrscheinlichkeits 3, 138-147, 1964.

Sloane, N. J. A. Sequences A096428, A096429, and A103712 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي