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Aufgabe:

Eine Schnur mit einer Länge von 1 Meter wird in drei kleinere Schnüre zerschnitten. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese drei Teile ein Dreieck bilden können?


Problem/Ansatz:

Skizze:

blob.png

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Zum Vergleich: ich habe für die Wahrscheinlichkeit
\(p=1/4\) heraus. Ob das noch jemand hat?

1 Antwort

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Beste Antwort

Seien \(x,y,z\geq 0\) die Längen der Abschnitte.

Dann ist \(M=\{(x,y):\; x,y\geq 0 \wedge x+y\leq 1\}\) die Menge der

möglichen Abschnitte \(x\), \(y\). \(z\) ergibt sich daraus zu

\(z=1-x-y\). Die "guten" Punkte sind diejenigen,

die sich zu Dreiecken zusammensetzen lassen.

Die Menge dieser Punkte heiße \(G\).

Für diese muss also gelten:

\(x<y+z\quad (1)\)
\(y<x+z\quad (2)\)
\(z<x+y\quad (3)\)

Diese 3 Ungleichungen liefern wegen \(z=1-x-y\) die 3 Bedingungen

\(x< 1/2,\; y< 1/2,\; x+y>1/2\), d.h.

\(G=\{(x,y)\in M: \; x< 1/2\wedge y< 1/2 \wedge x+y> 1/2\}\).

Eine Skizze überzeugt einen davon, dass

für das Flächenverhältnis \(F(G):F(M)=1/4\) gilt.

Das Flächenverhältnis entspricht der Wahrscheinlichkeit.

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Die Antwort hängt (ähnlich wie bei Bertrands Paradoxon) vom Prozess des Zerschneidens ab.

Interessant ! Ich sehe aber keine unterschiedlichen Methoden,

die zu verschiedenen Ergebnissen führen können.

Interessant ! Ich sehe aber keine unterschiedlichen Methoden,

die zu verschiedenen Ergebnissen führen können.

Variante 1: Es werden zwei Zufallszahlen zwischen 0 und 1 gewählt. Dort wird geschnitten.

Variante 2: Eine Zufallszahl ermittelt die erste Zerschneidungsstelle.

Das größere der beiden Reststücke wird erneut mit einem dort ausgewählten Zufallspunkt zertrennt.

Oh, in der Tat sind das verschiedene Methoden.

Aber liefern die auch verschiedene Wahrscheinlichkeiten?

Variante 3: Die Schnur ist von Beginn an ein Kreis ohne Anfang und Ende. Man wählt drei Winkel für die Trennstellen.

Ich neige dazu, dass die verschiedenen Varianten
tatsächlich zu verschiedenen Aussagen über die Wahrscheinlichkeit
führen. Naiverweise nehme ich aber an, dass der Originalaufgabensteller
Variante 1 im Blick hatte.

Das war eine sehr lehrreiche Diskussion!
Vielen Dank den Kommentatoren !

Das größere der beiden Reststücke wird erneut mit einem dort ausgewählten Zufallspunkt zertrennt.

Das erneut zu trennnde werde zufällig ausgewählt.
Dann führt "zufällig"  im Verhältnis der beiden ersten Längen sicher zu einem anderen Ergebnis als "zufällig" im Verhältnis fifty-fifty.

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