■ビュフォンの針の問題

 ステレオロジーでは3次元空間内の平面と凸体との交差についての研究が行われている.

 測度の計算には積分がでてくるからであるが,種々の図形について変位で不変な測度を求め,確率測度に基づいてつくられた幾何学要素の確率論という意味で「積分幾何学」「確率幾何学」とも呼ばれている.今回のコラムでは,有名なビュフォンの針の問題を示そう.

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【1】ビュフォンの(短い)針の問題(1777年)

(Q)平面上に等間隔で平行線が引かれているとき,この平面上に落とした針が平行線のどれかに交わる確率は?

(A)針の長さをL,平行線の間隔をdとする.L≦dのとき,

  曲線よりしたの面積/長方形の面積=∫(0,π)Lsinθdθ/πd

=2L/πd

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【2】ビュフォンの(長い)針の問題

 L>dのとき,Lsinθ>dとなることもあるので,簡単ではないが,

=2L/πd{1−(1−(d/L)^2)^1/2}+1−2/π・arcsin(d/L)

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