Buffon-féle tűkísérlet

Buffon's Floor Scatter plot Distribution graph Pi Estimate graph

Ha az egeret kurzor az applet különböző részeire húzzuk, buborékos magyarázatok bukkannak elő. A Leírás dőlt betűs szöveghez kapcsolt linkjei a Virtual Laboratories fejezeteire vagy alfejezeteire mutatnak az illető fogalmak angol nyelvű magyarázatával. Az ilyen hivatkozások mind ugyanabban az ablakban nyílnak meg.

Leírás

A Buffon-féle tűkísérlet alapja a Buffon-féle tűprobléma (Buffon's needle problem). Ez a véletlen kísérlet (random experiment) statisztikai becslést (statistical estimation) szolgáltat \(\pi\) értékére. A kísérlet abból áll, hogy tűt dobunk egy 1 szélességű deszkákból álló, szorosan illesztett hajópadlóra. A kísérlet kimeneteleit a sárga képdoboz szemlélteti. Az \(X\) valószínűségi változó (random variable) a tű állásszögét adja meg a padlóillesztéshez képest, az \(Y\) valószínűségi változó pedig a tű közepének távolságát méri az alsó illesztési vonaltól. Ezek a változók minden kísérlet után feljegyzésre kerülnek. Az összes \((X, Y)\) pont piros pöttyként jelenik meg a pontdiagramon. Az \(I\) valószínűségi változó annak az eseménynek (event) az indikátora, hogy a tű keresztez egy illesztési vonalat. (Tehát \(I = 1\), ha keresztezi valamelyiket, és \(I = 0\), ha nem.) Az \(I\) indikátor változó (indicator variable) súlyfüggvényét (probability density function) kék színben mutatja a grafikon, és a valószínűségek szerepelnek az eloszlás táblázatában is. Az \(I\) folyamatosan frissített empirikus súlyfüggvénye (empirical density function) pirossal látszik az eloszlási grafikonon, és az értékek az eloszlási táblázatba is bekerülnek. Emellett a \(\pi\) szám Buffon-féle becslése is frissül a grafikonon (piros), és a táblázatba is bekerül a friss érték. A tű hosszát jelentő \(L\) paramétert a csúszkával lehet beállítani.

Háttérinformáció: Buffon's needle, Buffon's Needle Problem, Buffon-féle tűprobléma

Megjegyzés: π értékének becslésére van egy (nagyon szemléletes) Java szimuláció is az egyik gyűjteményemben.