Pálcatöréses háromszögkísérlet

Stick Scatterplot Distribution 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 pálcatöréses háromszögkísérlet alapja a véletlenháromszög-probléma (random triangle problem), mely annak az esélyéről szól, hogy egy két helyen, véletlenszerűen eltört pálcából háromszöget lehet összeállítani. A véletlen kísérlet (random experiment) abból áll, hogy két pontot választunk ki véletlenszerűen a \([0, 1]\) intervallumból; az \(X\) és az \(Y\) valószínűségi változó az első, ill. a második kiválasztott pontot jelenti. Az \(A\), \(B\) és \(C\) valószínűségi változók a kapott pálcadarabok hosszát jelentik növekvő sorrendben. Végül az \(U\) valószínűségi változó adja meg a pálcadarabokból összeállítható háromszög típusát:

  1. \(U = 0\): a darabok nem alkotnak háromszöget.
  2. \(U = 1\): a darabok tompaszögű háromszöget alkotnak.
  3. \(U = 2\): a darabok hegyesszögű háromszöget alkotnak.

A kísérlet kimeneteleit a sárga képdoboz szemlélteti. Frissítéskor háromszöget látunk, ha \(U = 1\) vagy \(U = 2\), és törött pálcát, ha \(U = 0\).

A pontdiagram az eseményteret (sample space) mutatja a következő három eseménnyel:

  1. \(U = 0\) a 4 (0-val jelölt) külső tartományból áll.
  2. \(U = 1\) a 6 (jelöletlen) D alakú tartományból áll.
  3. \(U = 2\) a 2 (2-vel jelölt) homorú tartományból áll.

Az \((X, Y)\) pontok piros pöttyként jelennek meg a pontdiagramon, és az értékek minden kísérlet után frissülnek a táblázatban is.

Az \(U\) súlyfüggvényét (probability density function) kék színben mutatja a grafikon, és a valószínűségek szerepelnek az eloszlási táblázatban is. Az \(U\) folyamatosan frissített empirikus súlyfüggvénye (empirical density function) pirossal látszik az eloszlási grafikonon, és az értékek az eloszlási táblázatba is bekerülnek.

Megjegyzés: A derékszögű háromszög nem lehetetlen esemény ugyan, de 0 valószínűségű, azért nem szerepel \(U\) megadásában.

Háttérinformáció: The Broken Stick Problem, Probability that a stick randomly broken in two places can form a triangle, Three Pieces of a Stick Forming a Triangle, The Broken Stick Revisited