面白い問題おしえて～な 31問目

面白い問題おしえて～な 31問目 at MATH

[前50を表示]
750:１３２人目の素数さん
20/03/12 08:52:30 HLafz7hZ.net
>>731
そうです。ファーストサクセス分布(Fs分布)とも言います。

751:１３２人目の素数さん
20/03/12 09:07:14 HLafz7hZ.net
訂正します。

成功するまでに失敗した回数の分布
=幾何分布
成功するまでの回数の分布
=ファーストサクセス分布

でした。

752:１３２人目の素数さん
20/03/12 09:32:16 JYe4Js2p.net
クーポンコレクター問題

753:１３２人目の素数さん
20/03/12 09:58:21.78 z4kbZ3QY.net
クーポンコレクター問題の一般化
サイコロふって1,2,3が出る事をA、4,5が出る事をB、6が出る事をCとする。
ABCが全て少なくとも一回起こるまでの平均は？

754:１３２人目の素数さん
20/03/12 10:36:06 +Rsy6sl8.net
>>735
1万回のシミュレーション結果

> A=1:3
> B=4:5
> C=6
>
> sim <- function(){
+ flag=FALSE
+ i=0
+ pips=NULL
+ while(flag==FALSE){
+ i=i+1
+ pips=c(pips,sample(6,1))
+ flag=any(A %in% pips) & any(B %in% pips) & any(C %in% pips)
+ }
+ i
+ }
> k=1e4
> mean(replicate(k,sim()))
[1] 7.2577
>

755:１３２人目の素数さん
20/03/12 11:11:23 +Rsy6sl8.net
10万回だと
> k=1e5
> mean(replicate(k,sim()))
[1] 7.30537

756:１３２人目の素数さん
20/03/12 11:35:46 0d6KLd2P.net
>>736
答えは？

757:１３２人目の素数さん
20/03/12 13:02:45 HLafz7hZ.net
難しい
これがABC予想というやつか

758:１３２人目の素数さん
20/03/12 13:08:38 ab2iyO1k.net
これ貼っとこか

0508 １３２人目の素数さん 2018/06/30 02:42:25
>>505
問題を一般化して、
カードA,B,C,Dの排出確率をa,b,c,dとする。（a,b,c,d＞0, a+b+c+d≦1)
カードAが1枚出るまで引くときの平均枚数をM(A)とすると、
初回でカードAが出た場合の枚数は 1,出なかった場合の平均枚数は 1+M(A) となる。
よって M(A) = a + (1-a)(1+M(A))
これを解いて M(A)=1/a、同様に M(B)=1/b, M(C)=1/c, M(D)=1/d

カードA,Bがそれぞれ1枚以上出るまで引くときの平均枚数をM(A,B)とすると、
初回でカードAが出た場合の平均枚数は 1+M(B)
初回でカードBが出た場合の平均枚数は 1+M(A)
どちらも出なかった場合の平均枚数は 1+M(A,B) となる。

M(A,B) = a(1+M(B)) + b(1+M(A)) + (1-(a+b))(1+M(A,B))
これを解いてM(A,B) = (1 + aM(B) + bM(A)) / (a+b) = (1 + a/b + b/a) / (a+b)
整理して M(A,B) = (1 + ((a+b)/b - 1) + ((a+b)/a - 1)) / (a+b) = ((a+b)/b + (a+b)/a - 1)) / (a+b) = 1/a + 1/b - 1/(a+b)

同様の計算で、
カードA,B,Cがそれぞれ1枚以上出るまで引くときの平均枚数をM(A,B,C)とすると、
M(A,B,C) = 1/a + 1/b + 1/c - 1/(a+b) - 1/(b+c) - 1/(c+a) + 1/(a+b+c)

カードA,B,C,Dがそれぞれ1枚以上出るまで引くときの平均枚数をM(A,B,C,D)とすると、
M(A,B,C,D) = 1/a + 1/b + 1/c + 1/d - 1/(a+b) - 1/(a+c) - 1/(b+c) - 1/(a+d) - 1/(b+d) - 1/(c+d)
　　　　　 + 1/(a+b+c) + 1/(d+a+b) + 1/(c+d+a) + 1/(b+c+d) - 1/(a+b+c+d) を得る。

759:１３２人目の素数さん
20/03/12 13:34:32 +4qdqMNu.net
>>740
ありゃ、出ちゃったか。

760:１３２人目の素数さん
20/03/12 13:39:16 p+P9uShJ.net
a=3/6, b=2/6, c=1/6 として
E=1/a+1/b+1/c-1/(b+c)-1/(c+a)-1/(a+b)+1/(a+b+c)
=2+3+6-1.5-2.0-1.2+1.0
=7.3

ほんとだ。シミュレーションと一致した。

761:１３２人目の素数さん
20/03/12 14:11:14 ddMlrvcN.net
P(n)=(3/6)*((3/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1))+(1/6)*((5/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))+(2/6)*((4/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1))
E=Σ[k=3,∞]kP(k)=1399/180=7.772222...

762:１３２人目の素数さん
20/03/12 15:09:55 U3HOlh4d.net
>>737
100万回シミュレーション結果　7.3ぽいね。

> k=1e6
> mean(replicate(k,sim()))
[1] 7.300615

763:１３２人目の素数さん
20/03/12 17:50:49 ddMlrvcN.net
>>743　訂正
P(n)=(3/6)*((3/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1))+(1/6)*((5/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))+(2/6)*((4/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))
E=Σ[k=3,∞]kP(k)=73/10

764:１３２人目の素数さん
20/03/12 18:20:32.98 fHSLdc4D.net
>>745
不正解

765:１３２人目の素数さん
20/03/12 21:11:11 ddMlrvcN.net
>>746
何故>>745だけなんですか

766:１３２人目の素数さん
20/03/12 22:18:49 fHSLdc4D.net
>>747
計算機に入れてみた

767:１３２人目の素数さん
20/03/12 22:23:54 y8hLNrTr.net
p n=(3/6)*((3/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1))+(1/6)*((5/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))+(2/6)*((4/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))

main = do
print $ sum [p n| n<-[3..10000]]

-------
0.9999999999999996

768:１３２人目の素数さん
20/03/12 22:28:30 y8hLNrTr.net
あ、失礼しました。
コード間違ってた。
正解でした。

p n=(3/6)*((3/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1))+(1/6)*((5/6)^(n-1)-(2/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))+(2/6)*((4/6)^(n-1)-(1/6)^(n-1)-(3/6)^(n-1))

main = do
print $ sum [(fromInteger n)*(p n)| n<-[3..10000]]

------------

7.300000000000009

769:１３２人目の素数さん
20/03/12 23:26:10.85 V/f7Uy6p.net
>>735
大学入試ではこの手の出題は御法度
なぜなら終わらないことを試行としてはいけないから

770:１３２人目の素数さん
20/03/12 23:59:54 y8hLNrTr.net
>>751
ココ入試レベル縛りないでしょ？
むしろ入試レベルじゃ満足しない人の方が多いのでは？

771:１３２人目の素数さん
20/03/13 00:11:24.13 2BG+LT6A.net
>>751
ん？終わるでしょ。

772:１３２人目の素数さん
20/03/13 00:13:44.72 IbYZYELm.net
入試レベル
袋の中に赤玉7個、白玉6個、黒玉5個入っている。
玉を一つずつ取り出していき赤玉を全て取り出した時点で終了とする。
取り出した白玉の個数の期待値は？
期待値が範囲外になったので入試では使えないけど。

773:１３２人目の素数さん
20/03/13 07:34:24.77 ZlFDi94b.net
>>754
１０万回シミュレーション
balls=rep(1:3,7:5) # 玉の配列 1:赤 2:白 3:黒
picked=NULL # 取り出された玉の配列
flag=FALSE # 赤玉が全部取り出されたかのflag
sim <- function(){
while(flag==FALSE){
i=sample(length(balls),1) # 配列ballsのindexから１つ選んで
picked=c(picked,balls[i]) # そのindex相当の玉をpickedにいれて
balls=balls[-i]　　　　　 # ballsの配列から除く
flag=sum(picked==1)==7　　# 赤玉が全部取り出されたか
}
sum(picked==2) # 取り出された白玉の数を返す
}
k=1e5
mean(replicate(k,sim()))
> mean(replicate(k,sim()))
[1] 5.24854

774:１３２人目の素数さん
20/03/13 07:51:51.90 ZlFDi94b.net
>>755
白玉の個数の分布をグラフにしてみた。
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

> summary(re)
Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
0.00 5.00 6.00 5.25 6.00 6.00
５．２５が答みたいだなぁ。
解析解は賢者にお任せ。

775:１３２人目の素数さん
20/03/13 08:23:45.26 l20VjRfO.net
〔補題〕
0<p≦1 とする。
確率pで事象Aが起こるような試行を繰返し行なう。
初めて事象Aが起こるまでに試行した回数nの期待値は 1/p.
(略解)
　E{n} = p {1 + 2(1-p) + 3(1-p)^2 + 4(1-p)^3 + ････ }
　= {1 - (1-p)} {1 + 2(1-p) + 3(1-p)^2 + 4(1-p)^3 + ････ }
　= 1 + (1-p) + (1-p)^2 + (1-p)^3 + ････
　= 1/p.

776:１３２人目の素数さん
20/03/13 08:35:28 9IyekctU.net
XiをX≧iのとき1、そうでないとき0と定めてq=1-pとすれば
E(X)
=ΣE(Xi)
=Σq^(i-1)
=1/(1-q)
=1/p

777:１３２人目の素数さん
20/03/13 11:33:57.90 l20VjRfO.net
最後の赤玉が出たのがn回目とする。(7≦n≦18)
・(n-1)回目までに取り出す白玉/黒玉はn-7個で、　Ｃ[11,n-7] とおり。　(*)
・取り出すn個が決まったとして、順番を入れ替える方法は
　1～(n-1)回目　　(n-1)! とおり
　n回目　　　　　　7 とおり
　(n+1)～18回目　　(18-n)! とおり　〔実際は取出さないが･･･〕
これらをを掛ければ
　Σ[n=7,18] 7･(n-1)!･(18-n)!･Ｃ[11,n-7]
　= 11!Σ[n=7,18] 7(n-1)(n-2)････(n-6)
　= 11!Σ[n=7,18] {n(n-1)････(n-6) - (n-1)････(n-6)(n-7)}
　= 11!(18!/11!)
　= 18!　　　　　　(←当然)
次に、n回目までの白玉の数w の期待値を求める。
wを掛けてたすと (*)の所が 6Ｃ[10,n-8] となる。
　Σ[n=7,18] 6･7･(n-1)!･(18-n)!･Ｃ[10,n-8]
　= (6･7/8)10!Σ[n=8,18] 8(n-1)(n-2)････(n-7)
　= (6･7/8)10!Σ[n=8,18] {n(n-1)････(n-7) - (n-1)････(n-7)(n-8)}
　= (6･7/8)10!(18!/10!)
　= (6･7/8)18!
∴　E{w} = 6･7/8 = 5.25
*)
　7≦n≦12　のとき　Σ[w=0,n-7] Ｃ[6,w] Ｃ[5,n-7-w] ････
　13≦n≦18　のとき　Σ[w=n-12,6] Ｃ[6,w] Ｃ[5,n-7-w] ････

778:１３２人目の素数さん
20/03/13 11:56:03 l20VjRfO.net
(n-1)回目までの白玉の数wの分布は　　　　　>>756
　P_w = (7!/13!)(w+1)(w+2)(w+3)(w+4)(w+5)(w+6),

　Σ[w=0,6] P_w = (7!/13!)Σ[w=0,6] (w+1)(w+2)････(w+6)
　= (6!/13!)Σ[w=0,6] {(w+1)････(w+6)(w+7) - w(w+1)････(w+6)}
　= (6!/13!)(13!/6!)
　= 1.

E{w} = Σ[w=1,6] w･P_w = (7!/13!)Σ[w=0,6] w(w+1)(w+2)････(w+6)
　= (7!/13!)Σ[w=1,6] (1/8){w････(w+6)(w+7) - (w-1)w････(w+6)}
　= (7!/13!)(1/8)(13!/5!)
　= (7･6/8)
　= 5.25

779:１３２人目の素数さん
20/03/13 12:21:36 eu0owVym.net
>>760
正解！
想定解出してもいいけど実はある事に気づくと数行で終わります。
どうしよう？
夜まで待ってみますね。

780:１３２人目の素数さん
20/03/13 12:49:17 l20VjRfO.net
白玉の個数wの分布
　0個　　　1個　　　2個　　　 3個　　　 4個　　　　5個　　　　6個
1/1716,　7/1716,　28/1716,　84/1716,　210/1716,　462/1716,　924/1716
　0.06%　　0.41%　　1.63%　　 4.90%　　 12.24%　　 26.92%　　 53.84%

781:１３２人目の素数さん
20/03/13 13:11:02.52 m1uM3VjH.net
黒玉は無視
赤玉7個を並べておき、その前後と間の8ヶ所に白玉6個をランダムに入れていく（重複あり）
赤玉の後ろに白玉がいくつあるかを考えるとき、白玉1個につき期待値1/8となるので6個なら6/8=3/4
従ってそれ以外のところにある白玉の個数の期待値は6-3/4=5.25

782:１３２人目の素数さん
20/03/13 13:12:33.86 eu0owVym.net
>>763
それです。
お見事。

783:１３２人目の素数さん
20/03/13 13:14:30.61 m1uM3VjH.net
赤玉の後ろ以外にいくつあるかを考えるとき白玉1個につき期待値7/8なので6個なら6*7/8=5.25でよかったわ

784:１３２人目の素数さん
20/03/13 14:10:27.98 qPbrkgFl.net
>>754
P(k)=Σ[k=0,6]Σ[j=0,5]C[7,6]C[6,k]C[5,j]/(C[18,6+k+j](12-k-j))
E=kP(k)=21/4

785:１３２人目の素数さん
20/03/13 15:04:09.49 eu0owVym.net
>>766
さすがにダメやろ。
いくら原理的にはコレ計算したらできるって立式を書いても、その計算が最低目で追えるものを見せないと正解とは認定されない。

786:１３２人目の素数さん
20/03/13 15:27:09.74 Pzzsy05r.net
最小交点数がｎの結び目は何種類あるのか。

787:１３２人目の素数さん
20/03/13 16:45:01 l20VjRfO.net
黒玉は無視する。(13個で考える)
(最後の赤玉が出る前の) 白玉の数をwとすると、
最後の(6-w)個が白玉、その直前が赤玉、他は不問だから
　P_w = (6/13)(5/12)････((w+1)/(w+8))・(7/(w+7))
　　= (7!/13!)(w+1)(w+2)(w+3)(w+4)(w+5)(w+6),
あとは >>760 で

788:１３２人目の素数さん
20/03/13 18:07:52 qPbrkgFl.net
>>767
これは、よく分からないがwolframで計算してみたら一致した
偶然一致するとは思えないが？

789:１３２人目の素数さん
20/03/13 18:14:21 qPbrkgFl.net
>>767
P(k)の値(k=0～6)は>>762と一致する

790:１３２人目の素数さん
20/03/13 18:20:08 ieVI6aZ4.net
なるほど
時系列で考えていくと発想が広がりにくいが、並べて考えるとわかりやすいな。
参考になる

791:１３２人目の素数さん
20/03/13 18:34:42 qPbrkgFl.net
>>767
C[7,6]C[6,k]C[5,j]/C[18,6+k+j]
ここの�

792:舶ｪが、赤6、白k、黒jの計6+k+j回玉を取り出したときの確率分子と分母は、玉に番号を付けた場合の場合の数になっている最後に1/(12-k-j)で赤を取り出す確率を掛ける

793:１３２人目の素数さん
20/03/13 18:37:26 eu0owVym.net
>>770
いや、コレを計算できれば答えが出るなんて式たてるだけなら受験レベルの問題ならできて当たり前。
受験レベルで解くという意味ならその中で二十分程度で無理なく実際にできるというところまでやって見せてみて初めて正解。
計算機ならできるでは、受験レベルを超えてるようなやつならともかく受験レベルの問題と銘打って出題されてるんだから、通用しない。

794: 【大凶】
20/03/13 22:15:14 OegQL28o.net
前>>716
>>754
6(7/8)=5.25

795:１３２人目の素数さん
20/03/13 22:39:53 qPbrkgFl.net
>>774
この問題は難しいから受験で出題されるとは思わない

796:１３２人目の素数さん
20/03/14 01:23:48.44 Qtllr5m8.net
え？

797:１３２人目の素数さん
20/03/14 01:27:44.99 j/jXCgRq.net
このスレは受験で有効な解答のみ正解という訳ではなかろう

798:イナ ◆/7jUdUKiSM
20/03/14 02:19:09 V5zn1x6j.net
_____∩ っﾞ___
＼　(-_-))　 /|
＼＼υ⌒υ､ /|
￣￣￣￣|υ/|
________｢￣|
九九を習った小学2年生なら解けるんだよな。
前>>775滑り台の角度も摩擦係数も知らない、ましてや静止距離など。

799:１３２人目の素数さん
20/03/14 10:30:01.48 a/1EREm4.net
こうしたらどうなる？
袋の中に赤玉7個、白玉6個、黒玉5個入っている。
玉を一つずつ取り出していき赤玉を４個取り出した時点で終了とする。取り出した白玉の個数の期待値は？

800:１３２人目の素数さん
20/03/14 10:32:20.86 uXVhjaRg.net
7/8が4/8にかわるだけでは？

801:１３２人目の素数さん
20/03/14 10:40:16.33 a/1EREm4.net
>>781
6*4/8=3でいいのか。

802:１３２人目の素数さん
20/03/14 10:45:58.12 5sXkLHY6.net
>>780
P(k)=Σ[j=0,5]4C[7,3]C[6,k]C[5,j]/(C[18,3+k+j](15-k-j)
E=Σ[k=0,4]kP(k)=881/429

803:１３２人目の素数さん
20/03/14 10:50:54.02 rjLc6zup.net
整数の無限部分集合Aであって、どの互いに異なる a,b∈A をとっても
|a-b| が平方数にならないものは存在するか。

804:１３２人目の素数さん
20/03/14 10:51:33.67 Qtllr5m8.net
>>754
7/8 * 6=21/4
>>780
4/8 * 6=3

805:１３２人目の素数さん
20/03/14 11:02:50.20 Qtllr5m8.net
袋の中に赤玉7個、白玉6個、黒玉5個入っている。
玉を一つずつ取り出していき赤玉を全て取り出した時点で終了とする。
取り出した白玉の個数から残った黒玉の個数を引いた値の期待値は？
取り出した白玉の個数から残った白玉の個数を引いた値の期待値は？
取り出した白玉の個数と残った黒玉の個数を掛けた値の期待値は？
取り出した白玉の個数と残った白玉の個数を掛けた値の期待値は？

806:１３２人目の素数さん
20/03/14 11:17:16 xUS1bw+b.net
>>784
レピュニット数を元とする無限集合とすればいい

807:１３２人目の素数さん
20/03/14 11:18:04 5sXkLHY6.net
>>766 訂正
P(k)=Σ[j=0,5]C[7,6]C[6,k]C[5,j]/(C[18,6+k+j](12-k-j))
E=Σ[k=0,6]kP(k)=21/4

808:１３２人目の素数さん
20/03/14 11:25:25 5sXkLHY6.net
>>786
E1=Σ[k=0,6](k-(5-j))P(k)=37/8
E2=Σ[k=0,6](k-(6-k))P(k)=9/2
E3=Σ[k=0,6](k(5-j))P(k)=35/12
E4=Σ[k=0,6](k(6-k))P(k)=35/12

809:１３２人目の素数さん
20/03/14 11:54:58 XpWNijuu.net
>>786
最初の２つは線形性でいける。
3番目は独立性。
暗算で苦しいのは最後だけだな。
黒玉ひとつに着目して取り出される確率がp=7/8。
よって取り出される個数Xの分布はp=7/8, n=6の二項分布。
X^2の期待値は
E(X^2) = Σ C[6,k)(1/8)^(6-k) (7/8)^k k^2=93/32。

URLﾘﾝｸ(www.wolframalpha.com)

810:１３２人目の素数さん
20/03/14 12:02:50 rjLc6zup.net
>>787
残念。|111-11|=100 は平方数になります

811:１３２人目の素数さん
20/03/14 12:05:48 43XV3aTx.net
おっと脳内で問題変わってたw
E(x(6-x)) = Σ C[6,k)(1/8)^(6-k) (7/8)^k k(6-k)=105/32。

URLﾘﾝｸ(www.wolframalpha.com)

812:１３２人目の素数さん
20/03/14 12:11:55 CncPdwb0.net
>>784
2×4^nで桶

813:１３２人目の素数さん
20/03/14 12:16:30 xUS1bw+b.net
>>791
確かにそうだった

814:１３２人目の素数さん
20/03/14 14:53:15 rjLc6zup.net
>>793
お見事、それがあったか

815:１３２人目の素数さん
20/03/14 14:55:15 iH59lf4s.net
>>784
A = {1, c, c^2, c^3, ････| c>2}

　c^n - c^m = (c^m) {c^(n-m) - 1},
　c^(n-m) > 1, 　　　(n>m)
カタラン予想（ミハイレスクの定理) により
　c^(n-m) - d^2 = 1　となる d >1 は存在しない。
∴　c^(n-m) - 1 は平方数でない。
c^m と c^(n-m) -1 は互いに素だから | c^n - c^m | は平方数でない。

A = {2, 8, 32, 128, 512, ････} も同様？

816:１３２人目の素数さん
20/03/14 19:40:53.31 joJxF0LZ.net
>>789
シミュレーションで近似してみました。
> balls=rep(1:3,7:5) # 玉の配列 1:赤 2:白 3:黒
> picked=NULL # 取り出された玉の配列
> flag=FALSE # 赤玉が全部取り出されたかのflag
> sim <- function(){
+ while(flag==FALSE){
+ i=sample(length(balls),1) # 配列ballsのindexから１つ選んで
+ picked=c(picked,balls[i]) # そのindex相当の玉をpickedにいれて
+ balls=balls[-i]　　　　　 # ballsの配列から除く
+ flag=sum(picked==1)==7　　# 赤玉が全部取り出されたか
+ }
+ # 取り出した白玉の個数
+ a0=sum(picked==2)
+ # 取り出した白玉の個数から残った黒玉の個数を引いた値
+ a1=sum(picked==2)-sum(balls==3)
+ # 取り出した白玉の個数から残った白玉の個数を引いた値
+ a2=sum(picked==2)-sum(balls==2)
+ # 取り出した白玉の個数と残った黒玉の個数を掛けた値
+ a3=sum(picked==2)*sum(balls==3)
+ # 取り出した白玉の個数と残った白玉の個数を掛けた値
+ a4=sum(picked==2)*sum(balls==2)
+ return(c(a0,a1,a2,a3,a4))
+ }
> k=1e6
> re=replicate(k,sim())
> apply(re[2:5,],1,mean)
[1] 4.627792 4.500442 2.904962 2.916039
> c(37/8,9/2,35/12,35/12)
[1] 4.625000 4.500000 2.916667 2.916667

817:１３２人目の素数さん
20/03/14 22:15:14 Qtllr5m8.net
>>790,792
サンクス
期待値の線形性独立性の問題としてちょうど良さげかと
2項分布の分散がnpqということを使えば最後もそれほど難しくはない
V(X)=E(X^2)-E(X)^2=6(7/8)(1/8)=21/32
E(X^2)=21/32+(21/4)^2=903/32
E(X(6-X))=6E(X)-E(X^2)=63/2-903/32=105/32

818:１３２人目の素数さん
20/03/14 23:06:20 Qtllr5m8.net
>>784
a1=1
a2=min{x>a1 | x-a1≠n^2}=3
a3=min{x>a2 | x-a1, x-a2≠n^2}=6
…
a[n+1]=min{x>an | x-a1,,,x-an≠n^2}

819:１３２人目の素数さん
20/03/14 23:15:16 Ior9sgvQ.net
>>798
二項分布の分散‥‥そんなのあったあったw
忘却の彼方ww

820:１３２人目の素数さん
20/03/14 23:26:01 Qtllr5m8.net
>>797
後2問シミュレーションと随分違うな
何故？
37/8, 9/2, 105/32, 105/32
を想定

821:１３２人目の素数さん
20/03/15 00:54:39.47 ijdl7Zl+.net
>>801
しまった。
黒玉iが取り出される事象は独立でない。
取り出される事象の特性関数をXiとして
E(Xi)=E(Xi^2)=7/8
i≠jのときE(XiXj)=7/8×8/9=7/9
なので独立ではない。
よってX=ΣXiとすれば
E(X)=6×7/8=21/4
E(X^2)=6×7/8+30×7/9=343/12
E(X(6-X))=6E(X)-E(X^2)=63/2-343/12=35/12
でした。
吊ってくるorz。

822:１３２人目の素数さん
20/03/15 02:00:29 v+yfiMnW.net
>>802
あー
2項分布じゃないってことか
こりゃ不味いわめんどくさ

823:１３２人目の素数さん
20/03/15 02:03:24.48 v+yfiMnW.net
白黒も独立ではないなあ
こりゃ面倒くさすぎだった

824:１３２人目の素数さん
20/03/15 18:11:23 G3nSul4k.net
シミュレーションでなくて数え上げで計算してみたら>>789が正しそう

825:１３２人目の素数さん
20/03/15 19:35:56.64 63iW3LdD.net
面倒な問題だな

826:１３２人目の素数さん
20/03/15 20:18:17.77 OTl1KJku.net
>>780
黒は無視して、赤白計13個で総当たりで計算してみた。
TEnr <- function(n,r,zero=0,one=1){ # n(=5),r(=3)を指定して 0 0 1 1 1から1 1 1 0 0までの順列行列を作る
f=function(x){
re=rep(zero,n) # 容れ子
re[x]=one # 指定のindexにoneを代入
re
}
t(combn(n,r,f)) # oneを入れる組み合わせに上記関数fを実行して転置
}
TE=TEnr(13,7,0,1) # 0:白 1:赤　13個の並びの行列 1111111000000 から 0000001111111まで13C7(=1716)個
(x=TE[1000,]) # 1000行目のエントリ
f <- function(x){ # 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 -> 2 赤(1)が4個に達すまでの0の数を返す
i4=which(cumsum(x)==4)[1] # 累積和が最初に４になったindexをi4として
sum(x[1:i4]==0)　　　　　 # i4までの白(0)の個数を返す
}
re=apply(TE,1,f)
sum(re)
length(re)
mean(re)
> sum(re)
[1] 5148
> length(re)
[1] 1716
> mean(re)
[1] 3
答は３

827:１３２人目の素数さん
20/03/15 22:08:54.75 v+yfiMnW.net
>>806
白単独なら2項分布と同じで
白黒などでも線形なら2項分布で計算しても正しい値になるから
単に答えだけ見るのだと
正しい考察の結果かどうか分からないので
これ >>786の第1，2問は悪問だな
第3，4問だけなら2項分布で計算すると正しい答えにならないからこれは良問

828:１３２人目の素数さん
20/03/15 22:43:58.90 ijdl7Zl+.net
>>808
いや、期待値の線形性は別に独立性は必要ないので問題ないよ。
二項分布の公式は使えないけど例えば第一問なら黒玉iが取られる事象の特性関数をBi、白玉jが取られる事象の特性関数をWjとすれば一問目の求める期待値は
E(ΣWj-(5-ΣBi))=ΣE(Wj)-5+ΣE(Xi)=6×7/8-5+5×7/8=37/8。
コレは独立性いらない。

829:１３２人目の素数さん
20/03/15 22:48:53.64 cWmNKZcu.net
n個からr個を選んで得られる順列の総数をP(n, r)とする. 任意のr>1に対して, P(n, r)は平方数でないことを示せ.

830:１３２人目の素数さん
20/03/15 22:53:22.66 ijdl7Zl+.net
エルデシュktkr

831:１３２人目の素数さん
20/03/16 00:26:55 xw7qN3/R.net
>>809
>いや、期待値の線形性は別に独立性は必要ないので問題ないよ。
それは分かってる
だからこそ2項分布で解いてしまっても間違いが分からないのが悪問ってコトだよ

832:１３２人目の素数さん
20/03/16 00:31:06 xw7qN3/R.net
>>812
>それは分かってる
もともと白－黒と白－白にしたのは独立性に関係しないことを認識しているかどうかを主眼としたかったから（白と黒が独立と思ってた）
独立線形
非独立線形
独立非線形
非独立非線形
で4題にできて上手く行ったと思ってた
悔しい

833:１３２人目の素数さん
20/03/16 06:19:30 FQrBPIz6.net
A,A,A,B,B,C,D,E,F,Gの10文字を並べるとき、どこかで同じ文字が隣り合う確率を求めよ（東北大・改）

834:１３２人目の素数さん
20/03/16 08:51:01.03 CVVw1pKV.net
>>814
総当たりで計算
# A,A,A,B,B,C,D,E,F,Gの10文字を並べるとき、どこかで同じ文字が隣り合う確率を求めよ（東北大・改）
library(gtools)
v=rep(1:7,c(3,2,rep(1,5)))
pm=try(permutations(10,10,v,set=F))
tail(pm)
f <- function(x){
n=length(x)
flg=FALSE
for(i in 1:(n-1)){
if(x[i]==x[i+1]){
flg=TRUE
break
}
}
return(flg)
}
(x=pm[10000,])
re=sum(apply(pm,1,f))
library(gmp)
N=nrow(pm)
as.bigq(re/N)
re/N
Big Rational ('bigq') :
[1] 1388609885105903/2251799813685248
> re/N
[1] 0.6166667

835:１３２人目の素数さん
20/03/16 09:32:03.26 6K81jsqz.net
同じ文字が一度も隣合わないような場合の数を考える。
そのためにCDEFGを全てXで置き換え、『AとBは一度も隣合わない』ような場合の数を考える。
（つまりXだけは隣り合っても良い）
AとBだけに着目した時の並びが
(1)AAABBである時、最低でも AXAXABXB というスペースの空け方が必要。
このAとBで区切られた６つの区間に残りの二つのXが入るから、求める場合の数は 7C2=21.
(2)AABABである時、最低でも AXABAB というスペースの空け方が必要。
６つの区間に残りの四つのXが入るから、求める場合の数は 9C4=126.
…
以上のように計算を進めると、求める場合の数の合計は
2*7C2 + 3*8C3 + 4*9C4 + 10C5 = 966
A,B,Xの並べ方の総数は 10C5 * 5C2 = 2520 であるから、求める確率は
966/2520 = 23/60.
ゆえに元々の問の答えは 1-23/60=0.6166666…

836:１３２人目の素数さん
20/03/16 12:00:30.78 ktTTjCEF.net
半径1の球面上の4点を一様独立に選ぶとき、その4点の凸包の体積の期待値を求めよ。

837:イナ ◆/7jUdUKiSM
20/03/16 18:51:48 thhgKhx4.net
／∥__`∥￣￣∥ ｡◯゜
∥∩∩ ∥ □ ∥　　ﾟ｡
（(-_-)∥　　∥______
（っ⌒⌒ﾞ　｡∥╂─╂
■`(_)_)ц~　∥∩∩╂
＼■υυ■___∥_ _))⌒つ､＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼`>>817前>>779
凸包の期待値=(4π/3)1^3=4π/3=4.1887902……

838:１３２人目の素数さん
20/03/17 02:08:40.83 Rdjv/Owr.net
>>817
4π/105

839:イナ
20/03/17 05:19:54.91 jcKSZR9M.net
てつはう。前 >>818最初見た人鉄砲とよう読んだなぁ。
凸包は正四面体なのか、4点を包む最小の球なのか。

840:１３２人目の素数さん
20/03/17 07:53:05.59 Ze9EuNOD.net
>>820
四面体で１００万回シミュレーションして平均値をだしてみた。
vertices <- function(r=1){
a=runif(2,-pi,pi) # 角度Θ,Φを一様分布で選らんで
theta=a[1]
phi=a[2]
x=r*sin(theta)*cos(phi)
y=r*sin(theta)*sin(phi)
z=r*cos(theta)
c(x,y,z) # 直交座標を返す
}
sim <- function(r=1){
vectors=replicate(4,vertices(r)) # ４点の直交座標
abs(det(vectors[,2:4]-vectors[,1]))/6 # 四面体の体積
}
k=1e6
re=replicate(k,sim())
mean(re)
> mean(re)
[1] 0.1069067

841:１３２人目の素数さん
20/03/17 09:10:52.71 Ze9EuNOD.net
球の場合（最小球か否かは考慮せず）の１０万回シミュレーションの平均値
library(nleqslv)
Abs <- function(x) sqrt(sum(x^2))
sphere <- function(CR){ # CR:Center,Radius
C=CR[1:3]
R=CR[4]
v4=replicate(4,vertices())
c(
Abs(v4[,1]-C),Abs(v4[,2]-C),Abs(v4[,3]-C),Abs(v4[,4]-C)
)-R
}
sphere(1:4/10) # example
sim2 <- function(){
r=nleqslv(1:4/10,sphere)$fvec[4] # 初期値 1:4/10 c(0.1,0.2,0.3,0.4)
4/3*pi*r^3
}
sim2()
k=1e5
re=replicate(k,sim2())
mean(re)
> mean(re)
[1] 1.8112

842:１３２人目の素数さん
20/03/17 10:56:05.58 jkHV1VNx.net
>>822
その数値の厳密値を

843:１３２人目の素数さん
20/03/17 11:25:44 Xb0J7ujj.net
>>821
＞# 角度Θ,Φを一様分布で選らんで

経度緯度を一様分布にしたら極に分布が偏らないかい？

844:１３２人目の素数さん
20/03/17 12:05:03.60 k85T9ON2.net
>>824
グラフにしてみました。
ご指摘どおり、偏りがでました。
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

845:１３２人目の素数さん
20/03/17 12:52:38.52 jkHV1VNx.net
>>825
全然ダメだね

846:１３２人目の素数さん
20/03/17 13:24:44.75 k85T9ON2.net
>>824
正方形内で乱数x,yを発生させて　r^2-(x^2+y^2)が負になるのは除外して、北半球と南半球は1/2ずつ分配して乱数発生させてみた。
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)
こっちの方が一様分布っぽいな。

847:１３２人目の素数さん
20/03/17 13:29:03.21 k85T9ON2.net
>>827
これで10万回シミュレーションして、凸包は球（最小球の考慮なし）としてみると
k=1e5
re=replicate(k,sim3())
mean(re)
> mean(re)
[1] 1.800846
という値がでてきた。

848:１３２人目の素数さん
20/03/17 13:59:08.56 jkHV1VNx.net
>>827
だめでしょ
xyzで外と原点は切ってそれ以外は正規化はどうかなあ
これでもダメかも知らんが

849:１３２人目の素数さん
20/03/17 14:27:38.49 jkHV1VNx.net
θφで面素密度に合わせて乱数にしたら良いと思う
dS=cosθdθdφなのでθという値を取る確率をcosθにする
つまりzθの長方形で乱数発生させてz>cosθは除外してθを取る
dV=dxdydz=rdrdSだから
xyzで球の外を除外して正規化しても本質は同じだな

850:１３２人目の素数さん
20/03/17 14:30:18.93 jkHV1VNx.net
dV=drdS
rは余計だったが言わんとするところは分かろう

851:１３２人目の素数さん
20/03/17 17:38:54.16 k85T9ON2.net
>>830
それを実装してみました。
vertex <- function(r=1){ #緯度φ周りの帯の面積に応じて一様分布
theta=runif(1,-pi,pi) # 経度θ
p=sqrt(runif(1)) # 分布確率pを一様分布にする
phi=asin(2*p-1) # 確率がpになる緯度φ
x=r*cos(phi)*cos(theta) # 曲座標から直交座標に
y=r*cos(phi)*sin(theta)
z=r*sin(phi)
c(x,y,z)
}
vtx=replicate(5000,vertex())
x=vtx[1,]
y=vtx[2,]
z=vtx[3,]
rgl::plot3d(x,y,z, col="slateblue")
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

852:１３２人目の素数さん
20/03/17 17:54:56 k85T9ON2.net
>>832
これで4点発生させて4点を通る球の半径を連立方程式を計算機に解かせて

体積の10万回の平均をとると
> k=1e5
> hull=replicate(k,sim())
> mean(hull)
[1] 1.160583
という結果になった。
あまり、自信がない。

解析解は賢者にお任せ。

853:１３２人目の素数さん
20/03/17 19:33:25.26 Tm+KNX4Y.net
半径１の球に内接する正四面体の体積は 8/(9√3) = 0.5132..
>>817の解はこれより小さい（はず）

854:１３２人目の素数さん
20/03/17 20:40:37.39 k85T9ON2.net
>>834
vertex <- function(r=1){ #緯度φ周りの帯の面積に応じて一様分布
theta=runif(1,-pi,pi) # 経度θ
p=sqrt(runif(1)) # 分布確率pを一様分布にする
phi=asin(2*p-1) # 確率がpになる緯度φ
x=r*cos(phi)*cos(theta) # 極座標から直座標に
y=r*cos(phi)*sin(theta)
z=r*sin(phi)
c(x,y,z)
}
で、球の表面から４点を取り出して
# 四面体の体積
sim <- function(r=1,print=F){
v4=replicate(4,vertex()) # ４点の直交座標
if(print) print(v4)
abs(det(v4[,2:4]-v4[,1]))/6 # 四面体の体積
}
で１０万回シミュレーションしたら
k=1e5
tetra=replicate(k,sim())
mean(tetra)
summary(tetra)
こんな結果
> summary(tetra)
Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
0.0000006 0.0242839 0.0645573 0.0928661 0.1361202 0.5035962
最大値は8/(9√3) = 0.5132..以下になっている

855:１３２人目の素数さん
20/03/17 21:18:37 k85T9ON2.net
こっちの方がx,y,zともに一様分布になっている。

vertex <- function(r=1){
x=runif(1,-1,1) # x ~ 一様分布[-1,1]
phi=runif(1,-pi,pi)　# φ ~ 一様分布[-π,π]
y=sqrt(1-x^2)*cos(phi) # √(1-x^2)*cos(φ)
z=sqrt(1-x^2)*sin(phi) # √(1-x^2)*sin(φ)
r*c(x,y,z)
}

URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

これでやってみると、四面体の場合
> mean(tetra)
[1] 0.1201118

> summary(tetra)
Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
0.0000003 0.0372266 0.0922805 0.1201118 0.1794858 0.5104545

856:１３２人目の素数さん
20/03/17 22:43:27.26 jkHV1VNx.net
>>836
>x,y,zともに一様分布
ではダメだろ
球面上に一様に分布するのなら
x座標は√(1-x^2)の確率密度となる

857:１３２人目の素数さん
20/03/17 22:51:51.42 jkHV1VNx.net
あーそうか
st正方形でsとtと一様ランダムに点を得て
原点中心の円の外にあれば棄て
内部にあればそのs座標を取ることで
確率密度√(1-s^2)の分布でランダムに取れる
これでxyzをそれぞれ取ってやればいい
あーダメか独立に取ったら球面上に来ないな
じゃあこれでxを取ってyzはcosθsinθでθを一様ランダムに取れば良いや

858:１３２人目の素数さん
20/03/17 22:53:39.72 jkHV1VNx.net
y,zは√(1-x^2)cosθ,√(1-x^2)sinθで

859:１３２人目の素数さん
20/03/17 23:09:55.33 jkHV1VNx.net
>>837
あー間違いか >>836で正しいやスマン

860:１３２人目の素数さん
20/03/18 04:39:06 LbXnfiiv.net
<V> = 1/6 = 0.16667 だったら　>>834 の要求を満足するんだが････

861:１３２人目の素数さん
20/03/18 09:41:40 POVuSFx0.net
某イベントで紹介された問題の同値な改題

整数から実数への関数 f:Z→R であって、任意の整数 x,y,z について
【 x^2 + 4y^2 = z^2 ならば f(x) + 4f(y) = f(z) 】
を満たすものを全て求めよ

862:イナ
20/03/18 12:22:31.26 /PMjHzs1.net
＼＼＼＼＼`∩∩､＼＼＼
＼＼＼＼⊂(_ _))`⌒つ`
＼＼＼＼＼＼＼`υ､＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼`原点を頂点とした三角錘が4つ集まった四面体の体積は、
V=(4/3)Sh
h=1/3(∵球の半径=1)
S=(√3/4)a^2とすると、
底面の中心から底辺までの距離はピタゴラスの定理より、
√{1^2-(1/3)^2}=2√2/3
正三角形の高さは√2
a=√2(2/√3)
=2√2/√3
S=(√3/4)(2√2/√3)^2
=(√3/4)(8/3)
=2√3/3
前 >>820
V=(4/3)(2√3/3)(1/3)
=8√3/27
=0.513200239……
ここまではわかった。
1点目が任意で、2点目をうまくとる確率は後回し、3点目をうまくとる確率も後回し、4点目をうまくとる確率は1/2
2点目と3点目は1と1/2のあいだじゃないとだめだと思うから、
3点目をうまくとる確率が2/3で2点目をうまくとる確率が3/4なら、
すべてうまくとる確率は1/4
V/4=2√3/27
=0.12830006……

863:１３２人目の素数さん
20/03/18 14:27:28 Tu49ygg5.net
>>836

数理はさっぱりわからないんだが、Wikipediaによれば正規分布に従う３変数から球面の一様分布座標が作れるらしい。
x1,x2,x3～Norm(0,1) で r=√(x1^2+x2^2+x3^2)として
(x1/r,x2/r,x3/r)が単位球面の一様分布になるという。

URLﾘﾝｸ(ja.wikipedia.org)
Marsaglia(1972)
URLﾘﾝｸ(projecteuclid.org)

実装してみた。
図示すると>836と同じく、x,y,zが一様分布して、球面の一様分布しているようにみえる。

vertex <- function(){ # xi ~ Norm(0,1) , xi/√(Σxi^2)
v=rnorm(3,0,1) # 正規分布N(0,1)する３個からなるベクトル v
v/sqrt(sum(v^2)) # v の長さで割る
}

vtx=replicate(5000,vertex())
par(mfrow=c(3,1))
x=vtx[1,] ; hist(x,col='pink')
y=vtx[2,] ; hist(y,col='orange')
z=vtx[3,] ; hist(z,col='darkgreen')
rgl::plot3d(x,y,z, col='slateblue')
par(mfrow=c(1,1))

# 四面体の体積
sim <- function(r=1,print=F){
v4=replicate(4,vertex()) # ４点の直交座標
if(print) print(v4)
abs(det(v4[,2:4]-v4[,1]))/6 # 四面体の体積
}
k=1e5
tetra=replicate(k,sim()) # k回のシミュレーション
mean(tetra)
summary(tetra)
BEST::plotPost(tetra)

期待値も分布もほぼ同じ。
> mean(tetra)
[1] 0.119512
> summary(tetra)
Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
0.0000001 0.0368084 0.0918738 0.1195120 0.1789221 0.5093198

四面体の体積の分布も同様でこんな分布。
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

864:１３２人目の素数さん
20/03/18 14:45:48 kt0eelvd.net
>>844
>数理はさっぱりわからないんだが、Wikipediaによれば正規分布に従う３変数から球面の一様分布座標が作れるらしい。
独立に取ったときの確率密度がe^-(x^2+y^2+z^2)みたいなrのみの関数に比例するからだな
でも>>836でいいと思うし
関数の近似による偏りみたいなのを気にするなら
>>829でも球の外を除外した後の考え方はそのWikipediaのと同じだし

865:１３２人目の素数さん
20/03/18 15:06:17 Tu49ygg5.net
３次元化座標が球面の一様分布することは、図示してイメージするほかに、どうやったら検証できるのだろう？
球面上の任意の一定面積に含まれる数が一定であるのを確認する方法が思いつかない。

こういうデータが一様分布かどうかは確認できるだろうか
x y z
[1,] 0.4090696 -0.06240392 0.9103669
[2,] -0.1452435 -0.97420684 0.1727002
[3,] -0.1082045 0.53218504 0.8396850
.....
.....
x y z
[4998,] 0.6609463 -0.096259265 -0.7442340
[4999,] 0.5669702 0.758929767 -0.3202661
[5000,] 0.8944673 -0.008481795 -0.4470530

866:１３２人目の素数さん
20/03/18 15:16:53 kt0eelvd.net
>>846
ｘθとかθφで分割して点の数を数えて面積で割ったら？
十分細かく分割を取っておいて
サンプル点を十分多く取っていけば
大数の法則で
期待した値にぐいぐい集まってくるはずだし

867:１３２人目の素数さん
20/03/18 16:16:35.57 Tu49ygg5.net
>>847
レスありがとうございます。
x,y,z を極形式にして⊿θ　⊿φの範囲にある数が一様かどうかみればいいんだな。

868:１３２人目の素数さん
20/03/18 21:31:14.71 Tu49ygg5.net
直交座標から極座標のθφを出して、それをグラフにしてみました。
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)
両端が疎に見えます。
グリッドを作ってそこに含まれる点を数えてその分布をみればいいのかな？
どの程度のばらつきなら、一様分布とみなせるのかと考えるとふりだしに戻る気がする。

869:１３２人目の素数さん
20/03/19 01:13:20 HdgduOXs.net
辺の長さが全て有理数の多角形において、少なくとも2つ以上の内角[rad]は無理数であることを示せ.

870:１３２人目の素数さん
20/03/19 01:36:55 KrhQLEng.net
>>848
ΔθΔφの囲む面積はcosθ ΔθΔφだよ
θが南北でΔθの幅の中央の値ね
点の個数をこれで割らないと一定にならない
ΔθΔφが一定ならcosθで割れば良い

871:１３２人目の素数さん
20/03/19 01:48:15 mXsnD9nM.net
>>819
　0.1196797201367540････

872:１３２人目の素数さん
20/03/19 02:03:39 KrhQLEng.net
>>849
>どの程度のばらつきなら、一様分布とみなせるのかと考えるとふりだしに戻る気がする。
Δθ=π/n
Δφ=2π/m
つまり球面をnm個の領域に分割した場合（m,n固定）
一様分布ならサンプルN点でその領域内にあるのはNπcosθ/2mn個だろうから
数え上げてM点ならΣ(M-Nπcosθ/2mn)^2/mnがN→∞で次第に0に近づく（大数の法則）ことを見るとか？

873:１３２人目の素数さん
20/03/19 02:07:37.40 KrhQLEng.net
>>849
>両端が疎に見えます。
横軸がθとすると
縦方向にcosθを掛けて点をプロットすれば良い
それで0≦φ≦cosθの領域内に均一に見えたらOK

874:１３２人目の素数さん
20/03/19 08:37:27 XGan5JrS.net
>>849
これって>821と逆のことをやっているだけのような気がするな。
一様分布する球面上の点を極形式で表示したときに緯度・経度が一様分布はしないんだろうな。

875:１３２人目の素数さん
20/03/19 09:28:52 XGan5JrS.net
>>854
数理を理解できないままにグラフ化すると

plot(θ,φ*cos(θ),bty='n',pch='.',xlab='θ(北極点からのラジアン)' ,,ylab='φ（経度)*cos(θ）')

URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

理解が足りないので断念。

876:１３２人目の素数さん
20/03/19 09:32:03 KrhQLEng.net
>>856
θを北極点からのにするなら
sinθ掛けて

877:１３２人目の素数さん
20/03/19 09:35:45 KrhQLEng.net
>>855
極に近い方がずっと狭くなるからね
球面の表面積は円柱の側面積と同一であるという
2000年前から知られている原理からすると
xyzに落とし込んでもそれぞれの座標上で一様分布になる
これは>>836の
URLﾘﾝｸ(i.imgur.com)

878:１３２人目の素数さん
20/03/19 10:39:50.31 BW7TgbOd.net
>>850
リンデマンの定理より有理数q≠0に対して e^(iq) が超越数であることから従う

879:１３２人目の素数さん
20/03/19 10:52:58.05 XGan5JrS.net
>>857
θとφの定義は下図に準拠
URLﾘﾝｸ(physics.thick.jp)
rm(list=ls())
vertex <- function(r=1){
x=runif(1,-1,1) # x ~ 一様分布[-1,1]
phi=runif(1,-pi,pi)　# φ ~ 一様分布[-π,π]
y=sqrt(1-x^2)*cos(phi) # √(1-x^2)*cos(φ)
z=sqrt(1-x^2)*sin(phi) # √(1-x^2)*sin(φ)
r*c(x,y,z)
}
# 直交座標を極座標に
c2p <- function(xyz){ # (x,y,z) -> (θ,φ) Cartesian 2 Polar
x=xyz[1];y=xyz[2];z=xyz[3]
r=sqrt(x^2+y^2+z^2) # =1になるx,y,zの組合せ
theta=acos(z/sqrt(x^2+y^2+z^2)) # = acos(z) [0,π]の値
phi=ifelse(y>0,acos(x/sqrt(x^2+y^2)), # y>0ならφ < π
2*pi-acos(x/sqrt(x^2+y^2)))# y<0ならφ > π
c(theta,phi)
}
n=1e5
vtx=replicate(n,vertex()) # n個の点を作る
vtx=replicate(n,vertex()) # n個の点を作る
v=t(vtx) # 転置してn行３列(x,y,z)に
head(v,3) ; tail(v,3)
vp=apply(v,1,c2p) # 各行毎にx,y,z -> θ,φに変換
tp=t(vp) # theta θ, phai φ 転置してn行2列(θ,φ)に
fn <- function(x){ # 0<=φ & φ<=sin(θ)を満たすかを返す
θ=x[1]
φ=x[2]
0<=φ & φ<=sin(θ)
}
tp1=tp[apply(tp

880:,1,fn),] # fnがTRUEになるθ,φを抽出して θ=tp1[,1] φ=tp1[,2] plot(θ,φ*sin(θ),bty='n',pch='.', xlab='θ(北極点からのラジアン)',ylab='φ（経度)*sin(θ)') # グラフ化 https://i.imgur.com/dtO0oRW.png 正弦波が描出されただけのような？

881:１３２人目の素数さん
20/03/19 10:54:23.75 /Ts8dWJZ.net
>>859
素晴らしい
正解です

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