Назад
Задача

В бумажном квадрате случайным образом выбирается точка O. Затем квадрат сгибают так, чтобы каждая вершина наложилась на точку O. На рисунке показана одна из возможных схем складывания. Найдите математическое ожидание числа сторон появившегося многоугольника.

Решение

  Небольшое геометрическое исследование показывает, что в результате может получиться шестиугольник, пятиугольник и четырёхугольник. Четырёхугольник получается, только если точка O попала точно в центр или в вершину квадрата. Вероятность этого равна нулю.

  Шестиугольник получается, если точкаOвнутри фигуры, граница которой образована четырьмя полуокружностями (оранжевый четырёхлепестковый цветок на рисунке). Если же точкаOв любом другое месте (серая область), то получается пятиугольник.   Если считать, что площадь квадрата равна 1, то вероятность того, что точкаOпопадает в оранжевую область, равна площади этой области: Po = So= 8·(π/16– 1/8) = π/2– 1.   ВероятностьPgтого, что точкаOпопадает в серую область, равна  1 –Po= 2 –π/2.   Таким образом, математическое ожидание числа сторон многоугольника равно  5(2 –π/2) + 6(π/2– 1) = 4 +π/2≈ 5,571.
Ответ

4 + π/2 ≈ 5,571.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет