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长针投掷:期望穿过线数

Long Needles

专题
Probability / 概率
难度
L4

题目详情

In the previous problem let the needle be of arbitrary length, then what is the mean number of crosses?

解析

对间距为 1 的一组平行线(例如水平线),经典结果是:针长为 LL 时,期望穿线数为

E[None direction]=2Lπ.\mathbb{E}[N_{\text{one direction}}]=\frac{2L}{\pi}.

网格有水平线与竖直线两组,线性期望可加,因此

E[Ntotal]=4Lπ.\boxed{\mathbb{E}[N_{\text{total}}]=\frac{4L}{\pi}}.

若沿用上一题记号 L=2lL=2l,则 E[N]=8lπ\mathbb{E}[N]=\boxed{\frac{8l}{\pi}}