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

<50

    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. Minä itkin kotona kun tajusin että

      Pelkuruuteni takia kun en lähestynyt vaikka järjestit otollisen hetken ja myöhemmin huomasin lasittuneen katseesi miten
      Ikävä
      11
      1685
    2. Muistutus t-Naiselle.

      Olet ilkeä ja narsistinen k-pää. Annat itsestäsi kiltin kuvan ulospäin kelataksesi ihmiset ansaan. Sitten päsmäröit, hau
      Ikävä
      151
      1332
    3. Ylen jälkiviisaat estotonta Kamala Harris suitsutusta

      Kolme samanmielistä naikkosta hehkutti Kamala Harrisia ja haukkui Trumpia estottomasti. Nyt oli tarkoituksella valittu
      Maailman menoa
      284
      1240
    4. Oho! Varmistusta odotellaan.

      Pitäneekö paikkansa? "🇺🇦Ukrainian drones hit a 🇷🇺Russian Tu-22M3 bomber at the Olenya airfield,"
      NATO
      112
      1072
    5. Mää oikeasti vielä kuolen

      Tämän tilanteen takia. Minä tosissani yritin ja tiedän että tämä tilanne sattuu sinuunkin. Molemmat taidetaan olla niin
      Ikävä
      42
      927
    6. Oiskohan se aika

      Selvittää pää vihdoin ja viimein. Minun kaivattu ei todellakaan käy täällä ja piste. Ei ole mitään järkeä enää tuhlata t
      Ikävä
      4
      875
    7. Keksin sinulle tänään uuden lempinimen

      Olet kisu-muija. Mitäs tykkäät älynväläyxestäni?
      Ikävä
      50
      858
    8. Kun Suomen uutisiin ei voi luottaa?

      Kertoisitteko te uutismaailmasn perehtyneet ASIANTUNTIJAT nyt sitten sen, mihin voi?
      Maailman menoa
      230
      830
    9. Ammuskelu Härmän häjyissä

      Onko jollain enempää tietoa?
      Seinäjoki
      22
      780
    10. Mikä kaivatullasi on WA tai Insta profiilikuva?

      Millainen ?!? asiallisesti häh ?!?
      Ikävä
      24
      739
    Aihe