Математические задачки. Морковкин, скучаем :-)

Тема в разделе "Университет", создана пользователем Grigoriy, 10 дек 2006.

  1. MS Михаил Семионенков

    • Команда форума
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    6.542
    Симпатии:
    3.361
    Репутация:
    175
    Оффлайн
    Сдается мне, она близка к задаче о разбивке отрезка на стороны треугольника и, соответственно, может быть решена на пальцах. Не знаю только, хватит ли терпения :)
  2. MS Михаил Семионенков

    • Команда форума
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    6.542
    Симпатии:
    3.361
    Репутация:
    175
    Оффлайн
    Строго на пальцах не получается.
    Разве что,

    "В предположении, что случайная функция площади треугольника, получающегося соединением на сфере трех случайно расположенных точек, имеет равномерное распределение,

    вероятность равна 1:4"

    (ровно так же, как и в задаче про треугольник из отрезков)

    Но предположение точно лень доказывать. :)
  3. Serge_P Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    29.09.2007
    Сообщения:
    84
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    Видимо, это предположение неверно, так как правильный ответ не такой. Однако, на пальцах легко посчитать мат. ожидание площади этого треугольника (в смысле, легко, если сообразить как ;) ), и из этого уже получается ответ.
  4. PP Заблокирован

    • Заблокирован
    Рег.:
    21.02.2006
    Сообщения:
    1.023
    Симпатии:
    148
    Репутация:
    5
    Нарушения:
    31
    Оффлайн
    1/8 получается. Кинем сперва 3 точки. Теперь 4-ая должна лечь в противоположное полушарие по отношению к любому меридиану проходящему через пару точек. Тоесть выходит 1/2^3.
  5. Vladimirovich Консультант

    • Ветеран
    • Заблокирован
    • Старожил
    Рег.:
    27.09.2006
    Сообщения:
    6.007
    Симпатии:
    810
    Репутация:
    31
    Нарушения:
    31
    Адрес:
    https://quantoforum.ru/
    Оффлайн
    А Вы уверены, что эти все три половинки суть независимые события, чтобы их можно было перемножать?
  6. MS Михаил Семионенков

    • Команда форума
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    6.542
    Симпатии:
    3.361
    Репутация:
    175
    Оффлайн
    Что-то не соображается :), хотя, вроде, и не должно быть трудным.
    Ответ: мат ожидание площади треугольника поделить на площадь сферы.
    Но не знаю ни того, ни другого. :)
  7. Serge_P Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    29.09.2007
    Сообщения:
    84
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    о да, эти события, вообще говоря, не независимы, поэтому перемножать нельзя. Однако, тем не менее, ответ 1/8 правилен :)
  8. Serge_P Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    29.09.2007
    Сообщения:
    84
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    Можно использовать формулу площади сферического треугольника для этого (если радиус сферы = 1, то площадь треугольника = сумме углов - \pi). Но есть решение красивше, которое не требует знания этой формулы :)

    Пожалуй, я теперь знаю как решить эту задачку полностью элементарным образом, без формулы полной вероятности...
  9. MS Михаил Семионенков

    • Команда форума
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    6.542
    Симпатии:
    3.361
    Репутация:
    175
    Оффлайн
    Да, идея РР о делении сферы стороной треугольника продуктивно, но не могу сооюразить, как это строго оформляется. Интуитивно 1:8 - будет средним по всем тругольникам...
    И это хорошо вписывается в индукцию: в одномерном пространстве - 0.5, в двумерном - 0.25, в трехмерном - 0.125

    Если Владимирович не возражает, я бы попросил Ваше нынешнее решение, Serge_P, озвучить
  10. Serge_P Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    29.09.2007
    Сообщения:
    84
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    ОК, озвучиваю решение. Будем считать что площадь сферы равна 1, пусть X, Y, Z - 3 первые точки, X', Y', Z' - точки, противоположные X, Y, Z (их антиподы), S - четвертая точка. Для начала, посчитаем мат. ожидание площади треугольника XYZ. Для этого рассмотрим 4 треугольника XYZ, XY'Z, XYZ', и XY'Z'. Ясно что их площади есть одинаково распределенные случайные величины, и вместе они образуют полусферу, поэтому мат. ожидание площади треугольника XYZ равно (1/2)/4=1/8.

    Собственно, с помощью подобного рода рассуждения можно и сразу получить искомую вероятность. Рассмотрим 8 треугольников: XYZ, XY'Z, XYZ', XY'Z', X'YZ, X'Y'Z, X'YZ', и X'Y'Z'. Ясно, что они вместе образуют всю сферу, и поэтому с вероятностью 1 точка S принадлежит одному и только одному из этих треугольников. Но это значит, что с вероятностью 1 центр сферы принадлежит одному и только одному из тетраэдров SXYZ, SXY'Z, SXYZ', SXY'Z', SX'YZ, SX'Y'Z, SX'YZ', и SX'Y'Z' (например, если S лежит внутри треугольника X'YZ', то тогда центр сферы находится в тетраэдре SXY'Z, и т.д.). То есть, все вероятностное пространство разбивается на 8 равновероятных событий, и значит искомая вероятность равна 1/8.
  11. Vladimirovich Консультант

    • Ветеран
    • Заблокирован
    • Старожил
    Рег.:
    27.09.2006
    Сообщения:
    6.007
    Симпатии:
    810
    Репутация:
    31
    Нарушения:
    31
    Адрес:
    https://quantoforum.ru/
    Оффлайн
  12. MS Михаил Семионенков

    • Команда форума
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    6.542
    Симпатии:
    3.361
    Репутация:
    175
    Оффлайн
    Классно! Был рядом, но идею разбиения поверхности на 8 треугольников выродить не смог. Не кольнуло, что покрывающие треугольники имеют одинаковое матожидание площади.
    Тоже отталкивался от "антипода", но с идеей, что попадание в антипод четвертой точки обеспечивет центр внутри тетраэдра.
  13. PP Заблокирован

    • Заблокирован
    Рег.:
    21.02.2006
    Сообщения:
    1.023
    Симпатии:
    148
    Репутация:
    5
    Нарушения:
    31
    Оффлайн
    Да, погорячился :(
  14. Sokol Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    26.04.2009
    Сообщения:
    3.281
    Симпатии:
    29
    Репутация:
    0
    Адрес:
    USA
    Оффлайн
    Есть хорошо известная задача о глупой мухе и раздолбае-стрелочнике ,
    который послал два локомотива по одноколейке навстречу друг другу .
    Исходное расстояние 200 км , скорость каждого 50 км/час .
    Муха со скоростью 75 км/час летает между ними ( от лобового стекла одного до лобового
    стекла другого , разворот и обратно . Опять лобовое стекло , разворот и обратно ..... )
    Какое расстояние успеет пролететь муха пока ее не расплющит от их столкновения ?
    Когда знаменитому математику Джону фон Нейману предложили эту задачу ,
    то он задумался лишь на мгновение .
    — Как тебе удалось так быстро получить ответ — спросили его
    — Я просто просуммировал ряд — ответил фон Нейман


    А какой ответ получили вы и сколько потратили времени ?
  15. Brokep Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    14.11.2008
    Сообщения:
    340
    Симпатии:
    14
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    Sokol

    Решил за 20 сек.
    Поезда столкнуться, проехав 100 км, т.е. через 2 часа.
    Раз скорость у мухи 75км/час, то за 2 часа она успеет пролететь 150км.
    Так? ))
  16. Sokol Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    26.04.2009
    Сообщения:
    3.281
    Симпатии:
    29
    Репутация:
    0
    Адрес:
    USA
    Оффлайн
    A ... , так вы не математик . Вы - хитрый , хитрый физик . :lol::lol::lol:

    Действительно , где вы видели такое феноменальное насекомое .
    Плюньте , оно только жужжит и отвлекает . А до смерти осталось 2 часа .
    ( Исходное расстояние 200 км , скорость каждого локомотива 50 км/час .)

    Если ваша селекционная муха и способна развивать с места в карьер
    скорость 75 км/час , то какие бы кренделя она не выписывала ,

    длина ее смертного пути равняется 2 часа x 75 км/час = 150 км .
  17. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    Для скучающих: Дана последовательность: x_0=1. x_n=1+2/(3 (x_{n-1})^2).
    Найти общую формулу члена последовательности. Меня вот спросили, не знаю что тут делать.
  18. TopicStarter Overlay

    Grigoriy Старожил

    • Участник
    • Старожил
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    4.120
    Симпатии:
    87
    Репутация:
    5
    Оффлайн
    Ничего не понял. У Вас в правой части x(n) или x(n-1)?
  19. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    x_{n-1}, предыдущий член последовательности. Иcправил.
    Там дробь
    Код:
                 
              2
    1+ —————————-
       3*x_{n-1}*x_{n-1}
  20. TopicStarter Overlay

    Grigoriy Старожил

    • Участник
    • Старожил
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    4.120
    Симпатии:
    87
    Репутация:
    5
    Оффлайн
    Кстати, Вы нашли моментальные решения задачки о 4-ёх прямых? Я удивлён, что не знали. Геометрическое есть например в "Мат смеси"
  21. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    Есть вроде журнал с таким названием и две книжки ;)

    PS решение загуглил сейчас — БЛИН, до чего же просто.
  22. Vladimirovich Консультант

    • Ветеран
    • Заблокирован
    • Старожил
    Рег.:
    27.09.2006
    Сообщения:
    6.007
    Симпатии:
    810
    Репутация:
    31
    Нарушения:
    31
    Адрес:
    https://quantoforum.ru/
    Оффлайн
    Надо попробовать общий вид решения прикинуть через диффур соответствующий .
    А там посмотреть.
  23. TopicStarter Overlay

    Grigoriy Старожил

    • Участник
    • Старожил
    Рег.:
    11.02.2006
    Сообщения:
    4.120
    Симпатии:
    87
    Репутация:
    5
    Оффлайн
    Ага. Конечно просто. А почему - профессиональное? Потому что профи - математик, инженер должен сразу подумать: "Чёрт, ничего непонятно. Надо график построить" :) А отсюда сразу решение :)
    А вот физическое, тоже для профи видимо моментальное. Перейдём в систему координат, где 1-ый стоит. Тогда поскольку замена линейная, и в ней остальные двигаются с постоянными скоростями по прямым, проходящим через центр координат. Но раз 2-ой встречается с 3-им, и не в центре(нет тройных встреч), значит они двигаются по одной прямой . Тоже для 2-ого и 4-ого.Значит, 3-ий и 4-ый двигаются по той же прямой с разными скоростями(иначе при обратном переходе одинаковы векторно, а это не так), т е должны встретиться.
    Я когда прочёл, полчаса обдумывал - как это из разных прямых получается одна :)
  24. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    Ещё одна головоломка, даю в упрощенном виде.

    Дано: (18^17-1)/17^2 число простое.
    Найти наименьшее n>17, такое что 18^n - 1 делится на n^2.
  25. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    И вот вам ещё, контрольная в голову:

    В мешке N кубиков пронумерованных 1,...,N.
    Вы выбираете k кубиков из мешка, X_1, ..., X_k.
    Каково будет в среднем значение max X_i, 1<=i<=k ?

    Это известная задачка, использовалась для оценки количества немецких танков.
    http://en.wikipedia.org/wiki/German_tank_problem

    Там же по ссылке можно и ответ прочитать (но не решение :p).
  26. procrastinator Новичок

    • Новичок
    Рег.:
    16.07.2007
    Сообщения:
    67
    Симпатии:
    0
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    По ссылке не ходил, но ответ должен быть приблизительно N*k/(k+1), если я не наврал в выкладках.
  27. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    Приблизительно, но не совсем. Что будет при N=k=1?
  28. procrastinator Новичок

    • Новичок
    Рег.:
    16.07.2007
    Сообщения:
    67
    Симпатии:
    0
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    Уговорили.
    m = N - sum (x-1)^k (x=1 to N)/ N^k
    для k=1 это N-N(N-1)/(2N) = (N+1)/2
    для k=2 это N -N(N-1)(N-1/2)/(3NN)
    Дальше лень вспоминать или выводить формулу суммирования k-тых степеней.
    А вот эта задача очень понравилась. Любил подобными вещами в 10-м класе заниматься.
    Первое впечатление было, что таких чисел нет. Потом подтвердил свое подозрение, что primitive roots (забыл русскую терминологию) существуют не всегда, поэтому в принципе решение возможно есть, но достаточно большое.
  29. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    К моему стыду я эту задачку не решил. Моя жена (биолог!) минут за 15 нашла ответ. Доказать минимальность не смогла. Тут уже нужно привлекать вещи типа малой теоремы Ферма.
    Ответ n=(18^17-1)/17. Такое n подходит. Потом ещё нужно минимальность доказывать. Зная что решение состоит из двух простых чисел, логично доказывать, что они оба в ответе должны быть.

    Мы решали без подсказки("дано"), это вообще хардкор был.
  30. drowsy Учаcтник

    • Участник
    Рег.:
    08.09.2006
    Сообщения:
    1.282
    Симпатии:
    1
    Репутация:
    0
    Адрес:
    Toronto, Canada
    Оффлайн
    Ага, я так же решал. Даже и не знаю, есть ли проще решение.
  31. procrastinator Новичок

    • Новичок
    Рег.:
    16.07.2007
    Сообщения:
    67
    Симпатии:
    0
    Репутация:
    0
    Оффлайн
    Я вообще-то хотел еще в выходные посидеть над этой задачей. :)
    В любом случае, спасибо за то что помогли мне вспомнить, что я когда-то математиком был.
    Да и за спасенные выходные спасибо ;)
  32. Муркенштейн Гастролёр

    • Участник
    Рег.:
    20.02.2006
    Сообщения:
    1.794
    Симпатии:
    15
    Репутация:
    2
    Адрес:
    Nowhere
    Оффлайн
    В соседней теме "ВУЗ-ы России. Вопросы образования." было затронуто одно весьма интересное кубическое уравнение (из моих школьных лет, кстати). Перенесу его сюда, т.к. здесь оно будет всё же более уместным.

    Итак, 8*x^3 - 4*x^2 - 4*x + 1 = 0

    Заранее скажу, его корни можно записать более, чем одним способом...
  33. PP Заблокирован

    • Заблокирован
    Рег.:
    21.02.2006
    Сообщения:
    1.023
    Симпатии:
    148
    Репутация:
    5
    Нарушения:
    31
    Оффлайн
    Намекаете, что можно придумать что-нибудь поумнее чем тупо применить формулу Кардано или тригонометрическую формулу?
  34. Муркенштейн Гастролёр

    • Участник
    Рег.:
    20.02.2006
    Сообщения:
    1.794
    Симпатии:
    15
    Репутация:
    2
    Адрес:
    Nowhere
    Оффлайн
    Именно так. После стандартных формул останутся лишь трёхэтажные крокодилы, которых невозможно упростить никакими конструктивными преобразованиями.
  35. Мобуту спаситель нации

    • Заслуженный
    • Ветеран
    • Старожил
    Рег.:
    15.02.2006
    Сообщения:
    6.916
    Симпатии:
    3.969
    Репутация:
    141
    Адрес:
    Заир
    Оффлайн
    Ну вы уж опубликуйте все способы, какие знаете. Тогда и обсудим, как один сводится к другому, выходит ли это за рамки школьной программы и так далее.

    По мне, так формулы Кардано достаточно. Ответ в меру громоздкий, но уж такая задача...

Поделиться этой страницей