■ビュフォンの針の問題(その10)

(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,曲線より下の面積/長方形の面積を計算すると

  p=∫(0,π)Lsinθdθ/πd=2L/πd

 これはビュフォンの針の問題(1777年)と呼ばれるものであるが,オリジナルの問題は「針の長さは線と線の間隔のちょうど半分」という設定になっている

  p=∫(0,π)Lsinθdθ/πd=2L/πd=1/π

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針の長さを2,針の中心をOとする。平行線に対して針が30°傾いている場合、

高さ:斜辺:底辺=1:2:√3

この場合、針が腺と交わる条件はOと最も近い線までの距離が

<高さ/2=1/2=sin30であることである。

平行線に対して針が45°傾いている場合、<高さ/2=√2/2=sin45であることである。

平行線に対して針が60°傾いている場合、<高さ/2=√3/2=sin60であることである。

これを積分で表したものが

  p=∫(0,π)Lsinθdθ/πd=2L/πd=1/π

とういうわけである

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