问题:
圆上随机4个点,围成的四边形内包含圆心的概率多大?
先求不包含的概率。不包含等价于4个点都在某个直径的一侧。
显然4个点都在某一直径的下侧(把直径看成有向的,类似向量,钦定下侧,上侧认为是反向直径的下侧)的概率是1/16.
那么假设无穷多条直径中相邻的2条直径夹角为 θ,利用
P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)
)
4个点都在BD⌢上的概率即为 P(A∩B) 计算可得则4个点至少在其中一条直径下侧的概率为
161+161−(2ππ−θ)4
更进一步,如果已知4个点至少在k条直径中的一条下侧的概率Pk,则
Pk+1=Pk+161−(2ππ−θ)4
我们只需要递推 θπ 次即可包含所有直径的情况。发现除了第一条直径的1/16,每次增加的值相同。于是4点都在某一直径下侧概率为
161+limθ→0θπ(161−(2ππ−θ)4)
=161+limθ→016θπ3π4−(π−θ)4
=161+limθ→016θπ3−θ4+4πθ3−6π2θ2+4π3θ
=165
最终答案为1-5/16=11/16,但是正确答案好像是1/2.我错哪了?