Ympyröiden näkymättömyys

Tasossa on n ympyrää. Jokaisen säde on 1 eivätkä ne leikkaa toisiaan. Valitaan piste P satunnaisesti joltain näistä ympyröistä (tasajaukauma, voi ajatella että ensin valitaan ympyrä s.e. jokaisella tn. 1/n tulla valituksi ja sitten kulma tasajakaumasta [0, 2pi]).

Mikä on todennäköisyys, että P:stä ei näy mikään toinen ympyrä? Näkyvyys tarkoittaa, että pisteestä on suora näköyhteys toiseen ympyrään eli voidaan piirtää jana, joka ei leikkaa mitään matkallaan vaan ainoastaan päätepisteet ovat ympyrän kaarilla. Toisin sanottuna piste X näkyy pisteestä P, jos avoin jana PX ei leikkaa mitään ympyrää. Ympyrä näkyy, jos jokin sen piste näkyy.

Sillä ei oikeastaan ole väliä puhutaanko tässä täytyistä ympyröistä (kiekoista) vai ei, sillä jos jana leikkaa kiekkoa sisältä, niin sen täytyy myös leikata ulkokuorta osuakseen toiseen ympyrään, sillä ympyrät ovat pistevieraita. Eikä sillä ole väliä näkyykö ympyrä omista pisteistään, sillä puhutaan joka tapauksessa muiden ympyröiden näkymisestä. (Ympyrän sisäpuolelle ei kannata ikinä lähteä, sillä joutuu kuitenkin leikkaamaan sitä ulkokuorta jossakin toisessa pisteessä.)

Yleistyksiä:
3-ulotteinen versio (ja mikseipä useampikin ulotteinenkin)
eri säteisiä ympyröitä

4

51

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Ajattelit varmaan että taso ei ole ääretön ja että pisteen valitseminen ympyrältä tarkoittaa pisteen valitsemista ympyrän kehältä.

      Jos taso olisi äärettömän suuri niin keskimäärin ympyrät olisivat äärettömän kaukana toisistaan ja todennäköisyys sille että pisteestä ulospäin ympyrän kehältä näkyvään puoliavaruuteen piirretyn puolisuoran tielle sattuu toinen ympyrä olisi nolla.

      • Ympyröiden sijaintia ei arvota satunnaisesti vaan se on jokin ennalta kiinnitetty. Siitä ei sanottu mitään, koska... noh, testatkaa, niin ehkä huomaatte. :D

        Eikä myöskään siis arvota mitään suoran suuntaa johon P:stä lähdetään, vaan kysytään että näkyykö P:stä mikään toinen ympyrä eli onko olemassa sellaista suuntaa. Jos ei, niin sitten P on suotuisa. Jos P:stä näkyy joku toinen ympyrä, niin P on epäsuotuisa. Esim. jos meillä on kaksi ympyrää, niin niiden "toisiaan kohti olevilla puolilla" on näköyhteys keskenään sijaitsipa ympyrät kuinka kaukana toisistaan tahansa.


    • Tässä ratkaisuehdotus: https://membolicsythod.home.blog/2019/07/02/ympyrat-tasossa/

      Onhan siinä vielä hommaa perustella jokainen noista todistuksen vaiheista mutta mielestäni ne pitäisi jokainen olla kyllä ihan oikein(?)

      Kolmedeelle (eli kaksdee pallon pinnoille) olisi Gauss-Bonnet, mitenkäs korkeammissa ulottuvuuksissa? Taidetaan sielläkin saada sama todennäköisyys 1/n?

      • Anonyymi

        Merkitään konveksiverhoa C_0:lla ja sen reunaa C:llä ja ympyröiden (ulko-)tangenttipisteiden joukkoa T:llä.

        Väite:
        Olkoon p piste ympyrältä Y_p. Tällöin
        p ∈ C\T ⇔ p:stä ei näy mikään toinen ympyrä

        Todistus:

        "→":
        Olkoon p ∈ C\T. Tehdään antiteesi: p:stä näkyykin ympyrän Y_q piste q. Tällöin, koska p ∉ T, niin myös ympyrän Y_p p:n jokin avoin ympäristö U (eli osa Y_p:n kaarta, jossa p on sisäpisteenä) näkyy q:sta (jana pq ei voi olla tangenttijana, joten siinä on "kääntämisen varaa", tai oikeastaan: q voidaan valita s.e. se ei ole myöskään tangenttipiste koska p:n puolella on sitä kääntämisen varaa.). Mutta tämä tarkoittaa, että p on C:n sisäpiste, sillä kaikki janat qr, r ∈ U sisältyvät konveksiverhoon C_0 ja lisäksi tietenkin Y_p ⊆ C. Ristiriita oletuksen p ∈ C kanssa.

        "←":
        Oletetaan, että pisteestä p ei näy mikään toinen ympyrä. Tällöin koko ympyrälle Y_p pisteeseen p piirretyn tangentin ulkopuoli (se puoli, jolla ympyrä ei ole) on ympyrävapaa, muutenhan sieltä löytyisi näkyvä ympyrä. Kutsutaan tätä avointa, ympyrävapaata puolitasoa H:ksi. Koska sen komplementti H^C on konveksi ja C ⊆ H^C, niin H:n täytyy sisältyä C_0^C:iin (sillä konveksiverho on pienin konveksi joukko, joka sisältää joukon). Mutta piste p on H:n reunalla, joten sen täytyy olla myös C_0:n reunalla (muista: p on C_0:n piste). Lisäksi ei voi olla p ∈ T, sillä muuten siitä näkyisi joku toinen ympyrä (joko se kenen kanssa tangenttirelaatio on tai sitten joku joka tulee siihen tielle estämään tämän näkyvyyden).


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Porvarimediat paniikissa demareiden huiman kannatuksen vuoksi

      Piti sitten keksiä "nimettömiin lähteisiin" perustuen taas joku satu. Ovat kyllä noloja, ja unohtivat sen, että vaalit
      Maailman menoa
      58
      5473
    2. Nyt tuli Suomen somaleista todella ikävää faktaa

      sillä osa somalivanhemmista lähettää lapsiaan kotimaahansa kurinpitolaitoksiin, joissa heitä pahoinpidellään. Illan MOT
      Maailman menoa
      432
      4754
    3. Häirintäkohun keskellä olevalta kansanedustajalta Jani Kokolta (sd) rajua tekstiä somessa.

      https://www.is.fi/politiikka/art-2000011772322.html Ajaakohan tämä SDP:n kansanedustaja Jani Kokko oikein täysillä valoi
      Maailman menoa
      148
      3899
    4. KATASTROFI - Tytti Tuppurainen itse yksi pahimmista kiusaajista!!!

      STT:n lähteiden mukaan SDP:n eduskuntaryhmän puheenjohtaja Tytti Tuppurainen on käyttäytynyt toistuvasti epäasiallisesti
      Maailman menoa
      186
      3413
    5. Kommentti: oikeuslaitos korvattava SDP:n johdolla

      Näkisin että Suomessa tuomiovalta pitäisi olla demareiden johtoportaalla. Koska porvarimedia säestettynä persujen kirku
      Maailman menoa
      14
      2576
    6. Mikä siinä on ettei persuille leikkaukset käy?

      On esitetty leikkauksia mm. haitallisiin maataloustukiin, kuin myös muihin yritystukiin. Säästöjä saataisiin lisäksi lei
      Maailman menoa
      22
      2335
    7. Huono päivä

      Tänään on ollut tosi raskas päivä töissä. Tekis mieli itkeä ja huutaa. En jaksa just nyt mitään. Minä niin haluaisin ja
      Ikävä
      18
      2268
    8. Lindtman haluaa leikata Kela-korvauksista...oho!

      Antti Lindtman sanoo Kauppalehdessä, että vuodesta 2028 voi tulla erittäin hankala, mikäli nykyinen hallitus ei tee riit
      Maailman menoa
      154
      2091
    9. Onko kaivattusi spesiaali?

      Millä tavalla ja miten?
      Ikävä
      128
      2049
    10. Typeryyttä

      Se on kummallista, kun kaksi ihmistä tuntee selittämätöntä vetoa toisiinsa, mutta eivät vain pääse toistensa luokse. Mik
      Ikävä
      124
      1519
    Aihe