3 votos

A" ¿Cuál es la distribución de probabilidad para encajar dos círculos iguales dentro de una longitud fija (L)?

Supongamos que hay una línea de longitud fija $L$, y $x$ es la posición de los puntos en esta línea que van desde $0$ hasta $L$, es decir, $0 \leq x \leq L$, entonces ¿cuál es la distribución de probabilidad de ajustar dos círculos con diámetro $d$ ($d$ siempre es menor que la mitad de la longitud, $d < L / 2$). El primer círculo puede estar posicionado aleatoriamente en cualquier punto (incluidos ambos extremos), el centro del primer círculo, $x_1$, puede tener valores de $0$, $L$ y cualquier valor entre ellos, pero el segundo círculo, con su centro en $x_2$, no puede superponerse, solo puede estar adyacente, por lo tanto siempre $\vert x_1-x_2 \vert \geq d$.

¿Cómo puedo encontrar una declaración genérica para la distribución de probabilidad de estos dos círculos?

$x$ es la variable para la coordinación $1$-dimensional de los centros de los círculos.

Por ejemplo, suponiendo que $L=1$, y $d=0.2$, si el $x$ para el primer círculo sucede estar en $x=0.1$, el segundo círculo puede ubicarse en cualquier punto entre $x=0.2$ y $x=1$ (para evitar superposiciones), por lo tanto $80\%$ de $L$. si $x_1$ ($x$ para el centro del 1er círculo)$=0.2$, el $x_2$ solo puede tener $70\%$, pero si $x_1=0.4$, $x_2$ nuevamente tiene una probabilidad del $80\%$.

Estoy buscando un modelo de probabilidad para describir este problema en general en términos de $L$ y $d$.

1voto

G Cab Puntos 51

Por lo tanto, tendrás que

$$ 0 \le x_{\,2} \le x_{\,1} - d\quad \vee \quad x_{\,1} + d \le x_{\,2} \le L $$ que, dividiendo por $L$, se puede reducir a una forma "adimensional" como $$ 0 \le {{x_{\,2} } \over L} \le {{x_{\,1} } \over L} - {d \over L}\quad \vee \quad {{x_{\,1} } \over L} + {d \over L} \le {{x_{\,2} } \over L} \le 1 $$

Geométricamente esto se representa por el boceto adjunto

enter image description here

Por lo tanto obtienes una probabilidad igual al área de los dos triángulos blancos, es decir, $$ P = \left( {1 - {d \over L}} \right)^{\,2} = {{\left( {L - d} \right)^{\,2} } \over {L^{\,2} }} $$

Por cierto, nota que este problema es contrario al problema de encuentro (ver, por ejemplo, este post)

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X