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 : نظرية الاعداد :

Square Line Picking

المؤلف:  Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Kapoor, V.; and Weisstein, E. W.

المصدر:  "Ten Problems in Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 113

الجزء والصفحة:  ...

13-2-2020

753

Square Line Picking

Square line picking is the selection of pairs of points (corresponding to endpoints of a line segment) randomly placed inside a square. n random line segments can be picked in a unit square in the Wolfram Language using the function RandomPoint[Rectangle[], {n, 2}].

Picking two points at random from the interior of a unit square, the average distance between them is the n=2 case of hypercube line picking, i.e.,

Delta(2) = 1/(15)[sqrt(2)+2+5ln(1+sqrt(2))]

(1)

= 1/(15)(2+sqrt(2)+5sinh^(-1)1)

(2)

= 0.521405433...

(3)

(OEIS A091505).

SquareLinePickingDistribution

The exact probability function is given by

 P(l)={2l(l^2-4l+pi)   for 0<=l<=1; 2l[4sqrt(l^2-1)-(l^2+2-pi)-4tan^(-1)(sqrt(l^2-1))]   for 1<=l<=sqrt(2)

(4)

(M. Trott, pers. comm., Mar. 11, 2004), and the corresponding distribution function by

 D(l)={1/2l^4-8/3l^3+pil^2   for 0<=l<=1; -1/2l^4-4l^2tan^(-1)(sqrt(l^2-1))+4/3(2l^2+1)sqrt(l^2-1)+(pi-2)l^2+1/3   for 1<=l<=sqrt(2).

(5)

From this, the mean distance l^_=Delta(2) can be computed, as can the variance of lengths,

var(l) = 1/(225)[69-4sqrt(2)-10(2+sqrt(2))sinh^(-1)1-25(sinh^(-1)1)^2]

(6)

= 0.061469....

(7)

The statistical median is given by the root of the quartic equation

 1/2x^4-8/3x^3+pix^2-1/2=0,

(8)

which is approximately l^~=0.512003....

The nth raw moment is given for n=2, 4, 6, ... as 1/3, 17/90, 29/210, 187/1575, 239/207, ... (OEIS A103304 and A103305).

If, instead of picking two points from the interior of a square, two points are chosen at random on different sides of the unit square, the average distance between two points picked in this manner is

Delta_f(2) = 2/3int_0^1int_0^1sqrt(x^2+y^2)dxdy+1/3int_0^1int_0^1sqrt(1+(y-u)^2)dudy

(9)

= 1/9(2+sqrt(2)+5sinh^(-1)1)

(10)

= 1/9[2+sqrt(2)+5ln(1+sqrt(2))]

(11)

= 0.869009...

(12)

(OEIS A091506; Borwein and Bailey 2003, p. 25; Borwein et al. 2004, p. 66).



REFERENCES:

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Kapoor, V.; and Weisstein, E. W. "Ten Problems in Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 113, 481-509, 2006b.

Borwein, J. and Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, 2003.

Borwein, J.; Bailey, D.; and Girgensohn, R. Experimentation in Mathematics: Computational Paths to Discovery. Wellesley, MA: A K Peters, 2004.

Sloane, N. J. A. Sequences A091505, A091506, A103304, and A103305 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Trott, M. "The Mathematica Guidebooks Additional Material: Average Distance Distribution." http://www.mathematicaguidebooks.org/additions.shtml#S_1_14.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي