المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

مشاكل الدراسات العليا - صفات الباحث العلمي - القابلية على القراءة - القدرة على القراءة- القدرة على القراءة
25-8-2022
شرّ الحاسدين
24-11-2014
اعداء النحل
28-11-2015
الرايبوزوم المتعثر Stalled Ribosome
15-3-2020
الرحمة الإلهية
11-7-2017
distributive (adj./n.) (dist, DIST)
2023-08-16

Disk Triangle Picking  
  
1114   04:52 مساءً   date: 8-2-2020
Author : Buchta, C
Book or Source : "Zufallspolygone in konvexen Vielecken." J. reine angew. Math. 347
Page and Part : ...


Read More
Date: 4-3-2020 788
Date: 12-12-2020 720
Date: 2-2-2016 2124

Disk Triangle Picking

 Disk triangle picking

Pick three points P=(x_1,y_1)Q=(x_2,y_2), and R=(x_3,y_3) distributed independently and uniformly in a unit disk K (i.e., in the interior of the unit circle). Then the average area of the triangle determined by these points is

 A^_=(intint_(P in K)intint_(Q in K)intint_(R in K)1/2|x_1 y_1 1; x_2 y_2 1; x_3 y_3 1|dy_3dy_2dy_1dx_3dx_2dx_1)/(intint_(P in K)intint_(Q in K)intint_(R in K)dy_3dy_2dy_1dx_3dx_2dx_1).

(1)

Using disk point picking, this can be written as

 A^_=1/(2pi^3)int_0^1int_0^1int_0^1int_0^piint_0^(2pi)|A|dtheta_3dtheta_2du_1du_2du_3,

(2)

where

 A=1/2(sqrt(u_1u_2)sintheta_2-sqrt(u_2u_3)costheta_3sintheta_2-sqrt(u_1u_3)sintheta_3+sqrt(u_2u_3)costheta_2sintheta_3).

(3)

A trigonometric substitution can then be used to remove the trigonometric functions and split the integral into

 A^_=1/(4pi^3)int_0^1int_0^1int_0^1int_(-1)^1int_(-1)^1(|I_1|+|I_2|)×(dw_2dw_3du_1du_2du_3)/(sqrt((1-w_2^2)(1-w_3^2))),

(4)

where

I_1 = sqrt(u_1u_2(1-w_2^2))-w_3sqrt(u_2u_3(1-w_2^2))-sqrt(u_1u_3(1-w_3^2))+w_2sqrt(u_2u_3(1-w_3^2))

(5)

I_2 = sqrt(u_1u_2(1-w_2^2))-w_3sqrt(u_2u_3(1-w_2^2))+sqrt(u_1u_3(1-w_3^2))-w_2sqrt(u_2u_3(1-w_3^2)).

(6)

However, the easiest way to evaluate the integral is using Crofton's formula and polar coordinates to yield a mean triangle area

 A^_=(35)/(48pi)=0.232100...

(7)

for unit-radius disks (OEIS A189511), or

 A^__(A=1)=(35)/(48pi^2)=0.073880...

(8)

for unit-area disks (OEIS A093587; Woolhouse 1867; Solomon 1978; Pfiefer 1989; Zinani 2003). This problem is very closely related to Sylvester's four-point problem, and can be derived as the limit as n->infty of the general polygon triangle picking problem.

DiskTrianglePickingDistribution

The distribution of areas, illustrated above, is apparently not known exactly.

The probability P_2 that three random points in a disk form an acute triangle is

 P_2=4/(pi^2)-1/8=0.280284...

(9)

(OEIS A093588; Woolhouse 1886). The problem was generalized by Hall (1982) to n-dimensional ball triangle picking, and Buchta (1986) gave closed form evaluations for Hall's integrals.



REFERENCES:

Buchta, C. "Zufallspolygone in konvexen Vielecken." J. reine angew. Math. 347, 212-220, 1984.

Buchta, C. "A Note on the Volume of a Random Polytope in a Tetrahedron." Ill. J. Math. 30, 653-659, 1986.

Guy, R. K. "There are Three Times as Many Obtuse-Angled Triangles as There are Acute-Angled Ones." Math. Mag. 66, 175-178, 1993.

Hall, G. R. "Acute Triangles in the n-Ball." J. Appl. Prob. 19, 712-715, 1982.

Pfiefer, R. E. "The Historical Development of J. J. Sylvester's Four Point Problem." Math. Mag. 62, 309-317, 1989.

Sloane, N. J. A. Sequences A093587, A093588, and A189511 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Solomon, H. Geometric Probability. Philadelphia, PA: SIAM, 1978.

Woolhouse, W. S. B. "Solution to Problem 1350." Mathematical Questions, with Their Solutions, from the Educational Times, Vol. 1. London: F. Hodgson and Son, pp. 22-23, Jul. 1863-Jun. 1864.

Woolhouse, W. S. B. "Some Additional Observations on the Four-Point Problem." Mathematical Questions, with Their Solutions, from the Educational Times, Vol. 7. London: F. Hodgson and Son, p. 81, 1867.

Zinani, A. "The Expected Volume of a Tetrahedron Whose Vertices are Chosen at Random in the Interior of a Cube." Monatshefte Math. 139, 341-348, 2003.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.