第一题比书上的原题难得多,因为有些通路会在某一段掉头往回走。
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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-26 00:02:07  楼主  关注此帖评分:
两个数学题第一题:过河 见下图。这条河里有12个小岛,有25座桥连接小岛与小岛,小岛与河岸。每座桥都有0.5的概率是断开的。(比如那种可以拉起来以便过船的桥。)每座桥断开与否是独立的事件。问:在任意一个时间点,可以过桥的概率是多少? 注意这里问的是时间点,或者说以很快的速度过桥。所以“走到一个小岛上,等一会儿,再到另一个小岛上“是不允许的。 第二题:自由落体 在赤道上,从高楼上扔下一个球,不计空气影响。问这个球是不是落到正下方?偏东还是偏西?如果你要我定义什么叫正下方,有很多方法定义,比如拉根线掉个重锤,比如与地心的连线,这都是等效的。 两道题都摘自《The Unofficial IEEE Brainbuster Gamebook: Mental Workouts for the Technically Inclined》,第一题稍有修改,以防个别同志写程序brute force。自己画的图,有点丑。 (more...)
第一题比书上的原题难得多,因为有些通路会在某一段掉头往回走。
好难啊。。。

记起一个类似的问题:
在W*L的纸上(W>>L)随机地撒火柴棍。单位面积里火柴棍数量是均匀而已知的,但是方向是随机的。当然,我们排除火柴棍树立起来的情况。求火柴棍构成一条能跨过纸面(L方向)的通路的概率。
前一两年还有人发表论文讨论这个来着,只是把火柴棍换成碳纳米管。


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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-26 16:15:06  2楼 评分:
我只是多画了几个桥,但解法和原题一样。你想复杂了
书里给的答案算概率好像算错了...
不过利用对称性是对的...没想到这个

一直在考虑n*m座桥的问题,动态规划是行不通的。你又不让brute force...

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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-26 16:22:30  3楼
你说的那个火柴棍,就连简化为一维后也很难。假设火柴棍是随机放在一根筷子上的,问火柴棍完全覆盖筷子的概率。 与此相关的有个"random parking problem"。就是说在一条长为100的线段上随机放长为1的线段,这些长为1的线段不能有交集,一直放到不能再放为止,问期望可以放多少条。答案是70多条,没法用closed form表示,是用归纳法解的。二维的相同的问题是open problem。参见http://mathworld.wolfram.com/RenyisParkingConstants.html
嗯,把那几篇文章找出来看了看,他们是用monte carlo来brute force
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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-26 20:32:49  4楼 评分:
书上没错,注意P(A+B)可不是P(A)+P(B)P(A+B)=P(A)+P(B)-P(A*B) 有时也写成 P(A|B)=P(A)+P(B)-P(A&B)
我是说P(B), P(C)的表达式需要展开,才能用“since all prob. are the same”
来下结论。
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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-26 20:34:00  5楼 评分:
brute force行不通,因为2^(m*n)种情况,太多了也就只能用对称的方法解这种特殊情况,没法推广。
Monte Carlo is the much better than simplistic brute force.
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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-29 01:17:19  6楼
讨论一下第二题前提: 抛开气流影响, 抛开其他天体引力影响 猜想: 以地心那一点为参照物, 小球的运动可以分解为 1. 相对地心的自由落体运动和 2. 相对地心的圆周运动, 而且角速度与地球自转的角速度一样 这样应该就是落在正下方。 不过数学证明没想到好方法, 要用积分。
well, why angular velocity keeps the same after you release the ball?
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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-29 14:23:07  7楼 评分:
哈哈,很好啊开普勒某一个定律说"行星和恒心之间的连线单位时间扫过的面积是恒定的。"这可以推出你最后需要证明的东西。 一个题外话,开普勒是通过观察得到这个定律的,那时还没有微积分。不是一般的毅力和智力啊。
这个网站有开普勒著作的注解:
http://wlym.com/~animations/newastronomy.html

详细介绍第一第二定律的发现过程。设计的平面几何问题相当繁琐,看得很累,但是很过瘾。
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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-03-29 14:29:45  8楼 评分:
嗯 如果分成两个运动来看 应该是圆周运动的线速度大小不变 因为引力对圆周运动的物体不做功 因为圆周运动半径越来越小,所以角速度应该逐渐增加。 所以应该是比地球转得越来越快了。 把两个运动合起来看 如果把地球看成地心那一点, 自由落体的起始速度应该远小于第一宇宙速度,所以应该是绕地球做椭圆运动,起始那一点是远地点,角速度与地球角速度一样。 近地点因为受引力做功影响,线速度增加,半径变小,所以角速度应该比远地点的角速度大。 如果可以证明从近地点到远地点角速度是个渐变的过程, 就可以得出在物体落地前,角速度一直大于地球自转的角速度
(Y) 椭圆轨道的思路很妙,这样就至少有三种思路了。
一是在惯性系里分别算地面和球的运动。
二是在地球这个在自转的非惯性系里,考虑科里奥利力计算球的运动。

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作者:hash (等级:7 - 出类拔萃,发帖:5077) 发表:2008-04-01 15:33:19  9楼
嗯嗯,有时间一定看看这个。忽然想起应该证明一下为什么开氏定律描述的这种运动是稳定的,还有没有其他稳定的运动状态。不过在数学严重退化的情况下,只有记下来等以后了。
2-body problem is always stable bah
the trajectory is always one of the three conic sections.
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