Назад
Задача

У одного островного племени есть обычай – во время ритуального танца шаман подбрасывает высоко вверх три тонких прямых прута одинаковой длины, связанных в подобие буквы П. Соседние прутья связаны короткой ниткой и поэтому свободно вращаются друг относительно друга. Прутья падают на песок, образуя случайную фигуру. Если получается самопересечение (первый и третий прутья перекрещиваются), то племя в наступающем году ждут неурожаи и всякие неприятности. Если же самопересечения нет, то год будет удачным – сытным и счастливым. Найдите вероятность того, что на 2017 год прутья напророчат удачу.

Решение

  Ломаную, образованную прутьями, назовём ABCD. Пусть  α = ∠ABC  – угол между первым звеном и вторым, а  β = ∠BCD  – угол между вторым и третьим (рис. слева). Можно считать, что  0 ≤ α ≤ π  и тогда  0 ≤ β 2π.  Элементарными исходами являются пары  (α, β).  На координатной плоскости αOβ они заполняют прямоугольник G (рис. справа), при этом вероятность попадания точки  (α, β)  внутрь некоторой фигуры пропорциональна площади этой фигуры.

  Первое и третье звеньяABиCDпересекаются в некоторой точкеK, только если лучCDлежит внутри углаBCA, а лучBAлежит внутри углаCBD, то есть  0 ≤ ∠BCD< ∠BCA,  0 ≤ ∠ABC< ∠CBD.   Учитывая, что треугольникиABCиCBDравнобедренные, получаем условия  0 ≤ β <π/2α/2  и  0 ≤ α <π/2β/2.   На координатной плоскости αOβ эти неравенства определяют четырёхугольникFвнутри прямоугольникаG. Вероятность самопересечения P(F) =SF/SG=1/12.  Значит, искомая вероятность равна  1 –1/12=11/12.
Ответ

11/12.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет