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
تربية ماشية اللبن في البلاد الأفريقية
2024-11-06
تربية الماشية في جمهورية مصر العربية
2024-11-06
The structure of the tone-unit
2024-11-06
IIntonation The tone-unit
2024-11-06
Tones on other words
2024-11-06
Level _yes_ no
2024-11-06


Triangle Line Picking  
  
1055   04:28 مساءً   date: 14-2-2020
Author : Sloane, N. J. A
Book or Source : Sequences A093063, A093064, A180307, and A180308 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."
Page and Part : ...


Read More
Date: 9-9-2020 1662
Date: 30-4-2020 1472
Date: 1-12-2019 664

Triangle Line Picking

Isosceles triangle triangle line picking

Consider the average length of a line segment determined by two points picked at random in the interior of an arbitrary triangle. This problem is not affine, so a simple formula in terms of the area or linear properties of the original triangle apparently does not exist.

IsoscelesRightTriangleLinePickingDistribution

However, if the original triangle is chosen to be an isosceles right triangle with unit legs, then the average length of a line with endpoints chosen at random inside it is given by

l^__(isos. rt) = 4int_0^1int_0^1int_0^(1-x_1)int_0^(1-x_2)sqrt((x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(1)

= 1/(30)[2+4sqrt(2)+(4+sqrt(2))sinh^(-1)1]

(2)

= 0.414293...

(3)

(OEIS A093063; M. Trott, pers. comm., Mar. 10, 2004), which is numerically surprisingly close to sqrt(2)-1=0.414213....

Equilateral triangle line pickingEquilateralTriangleLinePickingDistribution

Similarly, if the original triangle is chosen to be an equilateral triangle with unit side lengths, then the average length of a line with endpoints chosen at random inside it is given by

l^__(eq.) = (int_0^1int_0^1int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_1-1/2|))int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_2-1/2|))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1)/(int_0^1int_0^1int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_1-1/2|))int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_2-1/2|))dy_2dy_1dx_2dx_1)

(4)

= (16)/3int_0^1int_0^1int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_1-1/2|))int_0^(sqrt(3)(1/2-|x_2-1/2|))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1.

(5)

TriangleLinePickingRegions

The integrand can be split up into the four pieces

I_1 = int_0^(1/2)int_0^(1/2)int_0^(x_1sqrt(3))int_0^(x_2sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(6)

I_2 = int_0^(1/2)int_(1/2)^1int_0^(x_1sqrt(3))int_0^((1-x_2)sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(7)

I_3 = int_(1/2)^1int_0^(1/2)int_0^((1-x_1)sqrt(3))int_0^(x_2sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1

(8)

I_4 = int_(1/2)^1int_(1/2)^1int_0^((1-x_1)sqrt(3))int_0^((1-x_2)sqrt(3))sqrt((x_1^2-x_2^2)^2+(y_1^2-y_2^2)^2)dy_2dy_1dx_2dx_1.

(9)

As illustrated above, symmetry immediately gives I_2=I_3 and I_1=I_4, so

 l^__(eq.)=(32)/3(I_1+I_2).

(10)

With some effort, the integrals I_1 and I_2 can be done analytically to give the final beautiful result

l^__(eq.) = 1/(20)(4+3ln3)

(11)

= 0.364791843300...

(12)

(OEIS A093064; E. W. Weisstein, Mar. 16, 2004).

The mean length of a line segment picked at random in a 3, 4, 5 triangle is given by

l^__(3,4,5) = 1/(22500)(20460+9728ln2+5103ln3)

(13)

= 1.4581846...

(14)

(E. W. Weisstein, Aug. 6-9, 2010; OEIS A180307).

The mean length of a line segment picked at random in a 30-60-90 triangle was computed by E. W. Weisstein (Aug. 5, 2010) as a complicated analytic expression involving sums of logarithms. After simplification, the result can be written as

l^__(30-60-90) = 1/(1440)[204+36sqrt(3)+81ln3+2(9+8sqrt(3))ln(2+sqrt(3))]

(15)

= 0.2885717...

(16)

(E. Weisstein, M. Trott, A. Strzebonski, pers. comm., Aug. 25, 2010; OEIS A180308).


REFERENCES:

Sloane, N. J. A. Sequences A093063, A093064, A180307, and A180308 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."




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.