查了一下,这题原来是2005年美国普特南大学数学竞赛的压轴题

【本文来自《这道四只鸭子出现在同一个半圆概率的题传遍全网,到底答案是什么啊》评论区,标题为小编添加】

一样的。木棍只要切3刀分为4段,圆需要切4刀分为4瓣,第一刀不用考虑概率。

也可以直接按切圆来描述,看上去还更简洁一些,尽管实质一样。重新描述一下:

每只鸭子和圆心的连线看作一根指针,问题转化为一个表盘里4根指针都在一个半圆的概率。

给定任何一根指针作基准,另外一根指针落在它顺时针半圈内概率是1/2,另外3根都满足的概率为1/2*1/2*1/2。4根指针都可以选为基准,所以总概率是4/8=1/2。

推广到n只鸭子,概率是n*(1/2)^(n-1)。

再进一步推广到n只鸭子落在1/m扇形区域内,概率是n*(1/m)^(n-1)。

不会有更简洁解法了。这个解法似乎是首创。

查了一下,这题原来是2005年美国普特南大学数学竞赛的压轴题,原题问就是圆内4点没有鸭子。解法很多了,有一个著名的油桶数学频道3Blue1Brown,主创是斯坦福大学数学系的,对这题的解析被翻到b站了:“【官方双语】如何优雅地解答最难数学竞赛的压轴题?”,思路非常好,但就本题而言似乎不如上述解法直观简洁。

知乎有过讨论“圆内任取三点/四点在同一半圆内的概率是多少?”,各路大神给了很多解法,有的用了双重积分甚至看不懂的数学知识,大都很繁复。最高赞解法是画4条直径,得到8条半径,转化为4个点落在相邻半径的概率,算比较简洁的了。不过这种解法只是针对半圆的特解,如果问落在1/3扇形的概率就不能用了。

发表于上海市
2022-10-21
社会 教育

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