OLASILIK TEORİSİ & GEOMETRİK OLASILIK

Bertrand'ın Kiriş Paradoksu | Eşzamanlı Laboratuvar

Yöntem Başına Kiriş
0
Paradoks Sorusu: Bir çemberin içine bir eşkenar üçgen çiziliyor. Çemberde rastgele bir kiriş seçildiğinde, bu kirişin üçgenin bir kenarından (L = R√3) daha uzun olma olasılığı nedir? Kirişin üçgen kenarından uzun olması için merkeze uzaklığının R/2'den küçük olması (mavi kesikli iç teğet çemberden geçmesi) gerekir. Ancak "rastgele" seçimin tanımına göre 3 farklı doğru cevap ortaya çıkar!
Uzun Kiriş (> R√3)
Kısa Kiriş (≤ R√3)
Eşkenar Üçgen
R/2 Sınır Çemberi
Adım Hızı: 5 kiriş/kare
Yöntem 1

Rastgele Uç Noktalar

Teorik Hedef 1/3 (%33.33)
Uzun (Yeşil) 0
Deneysel Oran %0.00
Sapma (Fark) %0.00
Deneysel Yakınsama Hedef: %33.33

Seçim Algoritması: Çember çevresi üzerinde bağımsız ve tekdüze (uniform) iki rastgele açı (θ₁, θ₂) seçilir ve birleştirilir.

Matematiksel İspat: İlk noktayı üçgenin üst köşesine sabitleyelim. Üçgenin köşeleri çember yayını 3 eşit parçaya (120°'lik dilime) böler. Kirişin üçgen kenarından uzun olması için ikinci noktanın yalnızca karşıdaki 120°'lik alt yay dilimine düşmesi gerekir: P = 120° / 360° = 1/3.

Yöntem 2

Rastgele Yarıçap Noktası

Teorik Hedef 1/2 (%50.00)
Uzun (Yeşil) 0
Deneysel Oran %0.00
Sapma (Fark) %0.00
Deneysel Yakınsama Hedef: %50.00

Seçim Algoritması: Rastgele bir yarıçap doğrusu ve bu yarıçap üzerinde merkezden d ∈ [0, R] uzaklıkta tekdüze rastgele bir nokta seçilip buna dik kiriş çizilir.

Matematiksel İspat: Eşkenar üçgenin kenarı merkeze tam olarak R/2 uzaklıktadır. Kirişin daha uzun olması için seçilen noktanın merkeze R/2'den daha yakın olması gerekir: P = (R/2) / R = 1/2.

Yöntem 3

Rastgele Orta Nokta

Teorik Hedef 1/4 (%25.00)
Uzun (Yeşil) 0
Deneysel Oran %0.00
Sapma (Fark) %0.00
Deneysel Yakınsama Hedef: %25.00

Seçim Algoritması: Dairenin tüm alanı içerisinden homojen (alan bazlı tekdüze, r = R√u) rastgele bir nokta seçilir ve kirişin orta noktası kabul edilir.

Matematiksel İspat: Kirişin üçgen kenarından uzun olması için seçilen orta noktanın R/2 yarıçaplı içteki mavi dairenin içine düşmesi gerekir. Alanlar oranı: P = π(R/2)² / πR² = 1/4.

Canlı Olasılık Yakınsama Grafiği (Büyük Sayılar Yasası)

Deney sayısı (kiriş adedi) arttıkça, her üç yöntemin deneysel olasılığının kendi teorik limitine (0.50, 0.33 ve 0.25) nasıl yakınsadığını gerçek zamanlı izleyin.

Yöntem 1: 0.000 (1/3)
Yöntem 2: 0.000 (1/2)
Yöntem 3: 0.000 (1/4)

Paradoksu Gözünüzle Görün: "Sadece Orta Noktaları Çiz" Modunu Deneyin!

Üstteki kontrol panelinden Çizim Modu'nu "Sadece Orta Noktaları Çiz" olarak değiştirip simülasyonu hızlandırın. Yöntem 2'de orta noktaların merkeze nasıl yoğun bir şekilde yığıldığını (%50 yeşil), Yöntem 3'te tüm daire yüzeyine tamamen eşit dağıldığını (%25 yeşil), Yöntem 1'de ise R/2 sınır çemberi etrafında bir halka oluşturduğunu (%33.3 yeşil) net bir şekilde gözlemleyebilirsiniz.