Paradoxon von Bertrand

Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Sehne des Einheitskreises länger als eine Seite eines in diesen Kreis eingeschriebenen gleichseitigen Dreiecks ist?
Variante 1
Jede Sehne lässt sich eindeutig durch ihren Mittelpunkt angeben (die Sehne wird dann normal zur Verbindungslinie mit dem Kreismittelpunkt gebildet).[br]Der Mittelpunkt P der Sehne wird durch die kartesischen Koordinaten (x,y) angegeben.[br]Der Ereignisraum Ω[sub]1[/sub] ist auf diese Weise durch [math]\Omega_1= \left\{ \left( x,y \right) \in \mathbb{R}^2 \, \text{|} \, 0< x^2 +y^2 <1 \right\}[/math] gegeben.[br][b]Ereignis A[sub]1[/sub][/b]: Die gewählte Sehne ist größer als die Dreiecksseite; [math]A_1= \left\{ \left( x,y \right) \in \mathbb{R}^2 \, \text{|} \, 0< x^2 +y^2 < \frac{1}{4} \right\}[/math][br][b]Die Wahrscheinlichkeit für A[sub]1[/sub] beträgt [/b][math]\frac{1}{4}[/math][b].[/b][br][br][b]Aufgabe[/b][br]Bewege den [color=#0000ff][b]Punkt P[/b][/color] und die [color=#0000ff][b]obere Spitze des Dreiecks[/b][/color], um dich mit der Problemstellung vertraut zu machen.[br]Zeige die Simulation an.
Variante 2
Der Mittelpunkt der Sehne kann auch durch seine Polarkoordinaten (r; φ) angegeben werden.[br]Der Ereignisraum Ω[sub]2[/sub] ist auf diese Weise durch [math]\Omega_2= \left\{ \left( r; \varphi \right) \in \mathbb{R}^2 \, \text{|} \, 0< r < 1; \, 0 \leq \varphi< 2 \pi \right\}[/math] gegeben.[br][b]Ereignis A[sub]2[/sub][/b]: Die gewählte Sehne ist größer als die Dreiecksseite; [math]A_2= \left\{ \left( r; \varphi \right) \in \mathbb{R}^2 \, \text{|} \, 0< r < \frac{1}{2} \right\}[/math][br][b]Die Wahrscheinlichkeit für A[sub]2[/sub] beträgt [/b][math]\frac{1}{2}[/math][b].[/b][br][br][b]Aufgabe[/b][br]Bewege den [color=#0000ff][b]Punkt P[/b][/color] und die [color=#0000ff]obere Spitze des Dreiecks[/color].[br]Zeige die Simulation an.
Variante 3
Die Sehne kann auch durch einen Punkt am Rand des Kreises (d. h. durch die Bogenlänge b) und einem Winkel α zur Tangente angegeben werden.[br]Der Ereignisraum Ω[sub]3[/sub] ist auf diese Weise durch [math]\Omega_3= \left\{ \left( b; \alpha \right) \in \mathbb{R}^2 \, \text{|} \, 0 \leq b < 2r \pi ; \, 0 \leq \alpha < \pi \right\}[/math] gegeben.[br][b]Ereignis A[sub]3[/sub][/b]: Die gewählte Sehne ist größer als die Dreiecksseite; [math]A_3= \left\{ \left( b; \alpha \right) \in \mathbb{R}^2 \, \text{|} \, \frac{\pi}{3}< \alpha < \frac{2\pi}{3} \right\}[/math][b][br]Die Wahrscheinlichkeit für A[sub]3[/sub] beträgt [/b][math]\frac{1}{3}[/math][b].[br][br][/b][b]Aufgabe[br][/b]Bewege den [color=#0000ff][b]Punkt P[/b][/color] und die [color=#0000ff][b]obere Spitze des Dreiecks[/b][/color] sowie den Schieberegler für den Winkel α.[br]Zeige die Simulation an.
Das [b]Paradoxon [/b]besteht darin, dass es - je nach Wahl der Sehne - verschiedene Wahrscheinlichkeiten gibt.[br]Die Ursache liegt dabei in der Tatsache, dass die zufällige Auswahl einer Sehne nicht genau vorgegeben wird.

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