Stokastisk geometri. Lennart Råde. Chalmers Tekniska Högskola och Göteborgs Universitet



Relevanta dokument
Laboration 4: Stora talens lag, Centrala gränsvärdessatsen och enkla punktskattningar

Problem avdelningen. Hej!

Laboration 4: Stora talens lag, Centrala gränsvärdessatsen och enkla punktskattningar

Stora talens lag eller det jämnar ut sig

2. 1 L ä n g d, o m k r e t s o c h a r e a

Matematiska uppgifter

Matematiska uppgifter

Problembanken - utmanande problem. Gymnasieskolan, modul: Undervisa matematik utifrån problemlösning

Första sidan är ett försättsblad (laddas ned från kurshemsidan) Alla frågor som nns i uppgiftstexten är besvarade

Demonstration av laboration 2, SF1901

Sannolikheten för att barnet skall få blodgrupp A0 A0 1/2 AA 1 AB 1/2 Övriga 0

4.2.1 Binomialfördelning

Högskoleprovet Kvantitativ del

1.1 Diskret (Sannolikhets-)fördelning

Slump och statistik med Scratch

Avdelning 1, trepoängsproblem

Elevers kunskaper i geometri. Madeleine Löwing

NAMN KLASS/GRUPP. Poängsumma: Känguruskutt: UPPGIFT SVAR UPPGIFT SVAR

Träningsuppgifter, gamla nationella prov i matematik(del B1) från Taluppfattning. Hashem Rezai, S:t Ilians skola, Västerås

Kurvlängd och geometri på en sfärisk yta

Simulering. Introduktion. Exempel: Antag att någon kastar tärning

Miniprojektuppgift i TSRT04: Femtal i Yatzy

Kängurutävlingen Matematikens hopp 2010 Cadet för elever i åk 8 och 9

Tentamen i TMA321 Matematisk Statistik, Chalmers Tekniska Högskola.

Undersökande arbetssätt i matematik 1 och 2

Slump och statistik med Scratch. Se video

Laboration 3: Stora talens lag, centrala gränsvärdessatsen och enkla punktskattningar

Föreläsning 1. Repetition av sannolikhetsteori. Patrik Zetterberg. 6 december 2012

Något om sannolikheter, slumpvariabler och slumpmässiga urval

Känguru 2016 Student gymnasieserien

Matematik CD för TB = 5 +

Tentamen MVE301 Sannolikhet, statistik och risk

Kvalificeringstävling den 30 september 2008

Laboration 3: Stora talens lag, centrala gränsvärdessatsen och enkla punktskattningar

Matematiska uppgifter

Arkitektur och teknik, Teknisk fysik, Teknisk matematik Antagningsprov MATEMATIK

Lathund, geometri, åk 9

Tentamen i matematisk statistik (9MA241/9MA341, STN2) kl 14 18

Känguru Student (gymnasiet åk 2 och 3) sida 1 / 6

Avdelning 1, trepoängsproblem

Delprov D: Geometriska figurer och deras egenskaper

Lektionsanteckningar 11-12: Normalfördelningen

Provet består av Del I, Del II, Del III samt en muntlig del och ger totalt 76 poäng varav 28 E-, 24 C- och 24 A-poäng.

Nedan redovisas resultatet med hjälp av ett antal olika diagram (pkt 1-6):

Introduktion till sannolikhetslära. Människor talar om sannolikheter :

Känguru 2010 Cadet (klass 8 och 9) sida 1 / 6

Föreläsning 2 (kap 3): Diskreta stokastiska variabler

Beskrivande statistik

Betingad sannolikhet och oberoende händelser

En parallellogram har delats i två delar P och Q som figuren visar. Vilket av följande påståenden är säkert sant?

Känguru 2012 Student sid 1 / 8 (gymnasiet åk 2 och 3) i samarbete med Jan-Anders Salenius vid Brändö gymnasiet

F9 SAMPLINGFÖRDELNINGAR (NCT

SF1900 Sannolikhetsteori och statistik, HT 2017 Laboration 1 för CINEK2

Matematikcentrum 1(6) Matematisk Statistik Lunds Universitet MASB11 - Biostatistisk grundkurs VT2014, lp3. Laboration 2. Fördelningar och simulering

Känguru 2019 Student gymnasiet

Avdelning 1, trepoängsproblem

Vidare får vi S 10 = 8, = 76, Och då är 76

SF1920/SF1921 Sannolikhetsteori och statistik 6,0 hp Föreläsning 1 Mängdlära Grundläggande sannolikhetsteori Kombinatorik Deskriptiv statistik

Sannolikhetsbegreppet

Talområden. Utvidga talområden: - naturliga tal. - hela tal. -100, -5 0, 1, 2 o.s.v. - rationella tal. - reella tal. π, 2 o.s.v.

Högskoleprovet Kvantitativ del

Högskoleprovet Kvantitativ del

geometri ma B

Målet för D3 är att studenterna ska kunna följande: Dra slumptal från olika sannolikhetsfördelningar med hjälp av SAS

MVE051/MSG Föreläsning 7

TMS136. Föreläsning 4

Bestäm med hjälp av en lämplig och välmotiverad approximation P (X > 50). (10 p)

Lite sfärisk geometri och trigonometri

Avdelning 1, trepoängsproblem

Slumpförsök för åk 1-3

SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I

Steg 1 Klipp ut de figurer du behöver! Steg 2 Bygg din rymdraket! Matematikuppgift 1

FMSF55: Matematisk statistik för C och M OH-bilder på föreläsning 5, a 2 e x2 /a 2, x > 0 där a antas vara 0.6.

PLANGEOMETRI I provläxa med facit ht18

Sammanfattningar Matematikboken X

Statistik 1 för biologer, logopeder och psykologer

Delprov A Muntligt delprov

Grundläggande matematisk statistik

Explorativ övning Vektorer

Kontrollera att följande punkter är uppfyllda innan rapporten lämnas in: Första sidan är ett försättsblad (laddas ned från kurshemsidan)

Ellipsen. 1. Apollonius och ellipsen som kägelsnitt.

Stokastiska processer med diskret tid

2 Dataanalys och beskrivande statistik

A: mindre än 4 år. B: minst 4 år. C: exakt 4 år. D: mer än 4 år. E: inte mindre än 3 år. (Schweiz) A: 0 B: Oändligt många C: 2 D: 1 E: 3 (Italien)

ENDIMENSIONELL ANALYS B1 FÖRELÄSNING II. Föreläsning II. Mikael P. Sundqvist

Tentamen i matematisk statistik (9MA241/9MA341, STN2) kl 08-12

Explorativ övning 11 GEOMETRI

Rapport av genomförd lesson study av en lektion med temat geometri i gymnasiets A-kurs

Laboration 3: Enkla punktskattningar, styrkefunktion och bootstrap

Tentamen 973G10 Matematik för lärare årskurs 4-6, del2, 15 hp delmoment Geometri 4,5 hp, , kl. 8-13

Poincarés modell för den hyperboliska geometrin

Provet består av Del I, Del II, Del III samt en muntlig del och ger totalt 76 poäng varav 28 E-, 24 C- och 24 A-poäng.

F5 STOKASTISKA VARIABLER (NCT , samt del av 5.4)

4 Diskret stokastisk variabel

Geometri och statistik Blandade övningar. 1. Vid en undersökning av åldern hos 30 personer i ett sällskap erhölls följande data

Föreläsningsmanus i matematisk statistik för lantmätare, vecka 5 HT06

Parabeln och vad man kan ha den till

Oberoende stokastiska variabler

Föreläsning 3. Kapitel 4, sid Sannolikhetsfördelningar

Ma7-Per: Geometri. Det tredje arbetsområdet handlar om geometri.

Transkript:

Stokastisk geometri Lennart Råde Chalmers Tekniska Högskola och Göteborgs Universitet Inledning. I geometrin studerar man geometriska objekt och deras inbördes relationer. Exempel på geometriska objekt är räta linjer, sträckor, trianglar, cirklar osv. Även i den stokastiska geometrin studerar man geometriska objekt men nu är dessa slumpmässiga (stokastiska), dvs de genereras av en slumpmekanism. Den stokastiska geometrin har stor aktualitet bl a på grund av en mångfald tillämpningar t ex inom fysik, biologi, teknik osv. Det är ofta svårt att lösa problem i den stokastiska geometrin analytiskt dvs med penna och papper. Man använder därför ofta simulering, i allmänhet med hjälp av en dator. Man utgår härvid från slumptal mellan 0 och, som datorn bildar med hjälp av en slumptalsgenerator. Man behöver i allmänhet inte programmera datorn att bilda slumptal. De flesta programmeringsspråk innehåller nämligen en instruktion, som bildar slunptal mellan 0 och med en slumptalsgenerator. I t ex BASIC är instruktionen RND en sådan instruktion, och vidare gäller att instruktionen RANDOMIZE ger slumptalsgeneratorn en slumpmässig start. För att genomföra det här specialarbetet behöver Du ha tillgång till en dator. Det går utmärkt med en fickdator (programmerbar miniräknare). Inledande uppgifter. Som en inledning ges här några uppgifter, som egentligen ej hör hemma i den stokastiska geometrin, även om de har geometrisk anknytning. Men de ger en nyttig bakgrund till de följande uppgifterna.

4 Lennart Råde 2 0 Figur Man kan i BASIC simulera spel på lyckohjulet i figur med hjälp av instruktionen INT (4 RND), där INT betecknar heltalsdel, t ex INT (π) =, INT (6, 5) = 6. Uppgift. Utforma ett program, som t ex 000 gånger upprepar försöket att spela två gånger på lyckohjulet i figur och varje gång beräknas summan X + Y av de båda erhållna poängantalen X och Y. Beräkna också medelvärdet av de erhållna observationerna av X + Y och sammanställ dessa i en frekvenstabell. Givetvis kan programmet utformas så att datorn beräknar medelvärde och gör sammanställningen i frekvenstabell. Uppgift 2. Beräkna väntevärde för det simulerade försöket i uppgift. Med väntevärde för ett slumpmässigt försök menas summan av produkterna av försökets utfall och sannolikheterna för dessa utfall. För t ex försöket att kasta en symmetrisk tärning är väntevärdet 6 + 6 2 + 6 + 6 4 + 6 5 + 6 6 =.5 Y 2 2 Figur 2 X

Stokastisk geometri 5 Av figur 2 framgår att t ex sannolikheten är 4/6 för att summan av X och Y är. Uppgift. Upprepa gärna uppgifterna och 2 men för symmetriska lyckohjul med utfallen {0,, 2,..., N } med t ex N = 5, 6 och 7. Härled eventuellt en formel, som ger väntevärdet för godtyckligt värde på N. Slumpmässiga punkter på sträcka. 0 2 4 5 6 Figur På en sträcka av längden 6 har 7 punkter markerats symmetriskt enligt figur. Betrakta försöket att slumpmässigt välja två av dessa punkter och bestämma avståndet L mellan de valda punkterna. Man förutsätts ej kunna välja samma punkt båda gångerna så att avståndet L kan inte vara 0. Uppgift 4. Simulera t ex 000 upprepningar av detta försök och ge frekvensfördelning och medelvärde för de observerade avstånden. Beräkna också väntevärdet. Uppgift 5. Upprepa gärna uppgift 4 för en sträcka av längden N med N + symmetriskt markerade punkter för t ex N = 7, 8, 9, 0. Slumpmässiga punkter i kvadrat. Q P Figur 4

6 Lennart Råde Betrakta försöket att slumpmässigt välja två punkter P och Q i en kvadrat med sidan och sedan beräkna längden av sträckan P Q. Uppgift 6. Simulera t ex 000 gånger detta försök och beräkna medelvärde av längderna av de observerade sträckorna P Q. Med integralkalkyl kan man visa att väntevärdet av P Q är 2 + 2 5 + ln( + 2). Jämför det observerade medelvärdet och väntevärdet. Uppgift 7. Upprepa uppgift 6 men nu under förutsättning att punkterna P och Q väljs slumpmässigt i en kub. I detta fall är väntevärdet 7 2 05 2 5 + 4 05 + 2 5 ln(2 + ) + 5 ln( + 2). Slumpmässig triangel. P Q Figur 5 Två punkter P och Q väljs på måfå på en stav av längden. Staven bryts i dessa punkter. Vad är sannolikheten att man kan bilda en triangel av de tre erhållna bitarna. Uppgift 8. Utforma ett datorprogram som genomför detta försök t ex 000 gånger och som bestämmer antalet gånger som man kan bilda en triangel av de tre erhållna sträckorna. Den observerade relativa frekvensen är en skattning av sannolikheten för triangel.

Stokastisk geometri 7 Tre punkter i kvadrat. B A C Figur 6 Betrakta försöket att slumpmässigt välja tre punkter A, B och C i en kvadrat med sidan och bestämma arean T av triangeln ABC. Uppgift 9. Simulera detta försök t ex 000 gånger och beräkna medelvärdet av de erhållna triangelareorna. Uppgift 0. Betrakta det slumpmässiga försöket ovan. Skatta med simulering sannolikheten att den erhållna triangeln ABC är trubbvinklig. Litteratur Råde, L., Simulering. Studentlitteratur, Stockholm 987.