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  • Project Euler 613 Pythagorean Ant(概率+积分)

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    题目大意:

    给你一只蚂蚁,它在一个 边长为 (30-40-50) 的直角三角形((x,y))上,并且它在直角三角形中选择的位置和移动方向的概率都是相等的。问你这只蚂蚁在最长的边上走出去的概率是多少?



    ###注意:以下是题目的解析。


    ###如果你想要享受做数学题的乐趣就不要看下面了啦。(╯ ̄Д ̄)╯╘═╛ (其实看了也无所谓...)












    简要题解:

    我们假设蚂蚁在 $ A(x,y) $ 点。

    枚举一下题意,画一下图...( 随手画的...丑了点...)

    我们可以得到:

    (alpha=arctan(frac{x}{40-y}))

    (alpha+eta=arctan(frac{30-x}{y}))

    (eta=arctan(frac{30-x}{y})-arctan(frac{x}{40-y}))

    ( heta=pi-left(arctan(frac{30-x}{y})-arctan(frac{x}{40-y}) ight))

    (f(x,y)=frac{ heta}{2pi}=frac{1}{2}-frac{1}{2pi}*left(arctan(frac{30-x}{y})-arctan(frac{x}{40-y}) ight))

    最后积分一下,所以概率就为:

    (ans = frac{1}{600}*int_0^{30}int_0^{40-frac{40x}{30}}left[frac{1}{2}-frac{1}{2pi}*left(arctan(frac{30-x}{y})-arctan(frac{x}{40-y}) ight) ight]\,mathrm{d}xmathrm{d}y)

    直接用 (mma) ,就很愉快地拿到了(rank) (7)th啦。

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